JP2008540393A - 新規化合物 - Google Patents

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Abstract

次式(I)の化合物、またはその薬学的に許容可能な塩、溶媒和化合物、複合体またはプロドラッグが開示される:
Figure 2008540393

式中、
1およびR2は、同じかまたは異なり、水素原子、ヒドロキシ基、アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルチオ基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アミノ基およびアルキルアミノ基からなる群から選択されてよく;
Xは、カルボン酸基、カルボキシレート基、またはカルボキサミド基を表わす。
但し、式(I)の化合物は、(全Z)−4,7,10,13,16,19−ドコサヘキサエン酸(DHA)、α−メチルDHA、α−メチルDHAメチルエステル、α−メチルDHAエチルエステル、またはα−ヒドロキシDHAエチルエステルではない。
そのような化合物を含む脂肪酸組成物および医薬組成物もまた開示される。斯かる化合物の、特に2型糖尿病治療のための医薬としての使用も開示される。

Description

(技術分野)
本発明は、下記一般式(I)の化合物、特に2型糖尿病およびその前段階の治療用医薬としてのそれらの使用に関する。
Figure 2008540393
また、本発明は式(I)の化合物を含有する医薬組成物、並びに式(I)の化合物を含有する脂肪酸組成物に関する。
(発明の背景)
2型糖尿病の発生の世界的増大は、予防的および治療的な戦略を成功裏に実施するための莫大な公衆衛生および医療的問題を提示している。2型糖尿病に密接に関連した過体重および肥満の同時発生は、糖尿病治療を妨害し、高血圧症、異脂肪血症およびアテローム性動脈硬化関連疾患の可能性を増大させる。
2型糖尿病発症の序幕となる病態生理学的状態は、インスリン抵抗性と呼ばれる末梢組織に対するインスリンの影響低下に関連している。これらの組織は主に筋肉、脂肪および肝臓である。筋組織は、2型糖尿病におけるインスリン抵抗性に関係する主な組織である。インスリン抵抗性、高血圧症、異脂肪血症および前身の前炎症性状態によって特徴づけられる症候群は、代謝性症候群と称される。先進国の成人人口中の代謝性症候群の罹患率は、22〜39%である(Meighs 2003)。
現在、代謝性症候群を緩和および抑止する最も有望なアプローチは、減量、飽和脂肪消費の減少、適切な薬物療法と組み合わされた身体運動の増大を伴うライフスタイル介入である。過剰エネルギー摂取を回避する健全な食事は、飽和脂肪の代りに、モノ不飽和および多価不飽和脂肪酸で代用することを包含する。魚類脂肪由来の長鎖オメガ−3脂肪酸、すなわちエイコサペンタエン酸(EPA)およびドコサヘキサエン酸(DHA)は、特に2型糖尿病の予防に有益であることが見出された。
EPAおよびDHAは、血漿脂質レベル、心臓血管機能および免疫機能の調節、インスリン作用および神経発達、並びに視覚機能のような、正常な健康状態および慢性疾患に影響を与える種々の生理学的プロセスに対する影響を有している。冠動脈性心疾患、異脂肪血症、2型糖尿病、インスリン抵抗性および高血圧症の予防および管理における、それらの有益な役割ついての確かな証拠が存在する(Soimonopoulos 1999; Geleijnse 2002; Storlien 1998)。
最近の研究は、オメガ3脂肪酸が遺伝子発現の重要なメディエータとして働いており、脂質およびグルコース代謝ならびに脂肪生成(Jump 2002)に関与する遺伝子発現を制御するペルオキシゾーム増殖因子応答性受容体(PPAR)等の核受容体を介して作用することを示唆している。PPARは、高脂血症、インスリン抵抗性および冠動脈性心疾患等の肥満症関連の代謝病に重要な役割を果たすことに関連した核脂肪酸受容体である。
3つのサブタイプ、α、γおよびδは、異なる発現パターンを有しており、異なるリポタンパク質成分を検知して、特定組織の必要性に基づいた脂質ホメオスタシスを調節するように進化したものである。PPARαは、肝臓中の脂肪酸異化を増強するものであり、脂質を低下させるフィブラート(fibrate)の分子標的である。一方、PPARγは脂肪細胞の分化に不可欠であり、まだ完全には理解されないメカニズムを介してインスリン感作性チアゾリジンジオン(グリタゾン)の活性を媒介する(Chih-Hao 2003; Yki-Jarvinen 2004)。
最近、PPARγ受容体への配位子として働く薬剤が、2型糖尿病治療剤として導入された(Yki-Jarvinen 2004)。これらチアゾリジンジオン類またはグリタゾン類と呼ばれる化合物は、代謝性症候群および2型糖尿病の発症の病態生理学的基礎であるインスリン抵抗性を反転させる。これら化合物(そのうちのロシグリタゾンとピオグリタゾンは医薬として開発されている)は、空腹時および食後のグルコース濃度(それらは病理学的グルコース負荷試験として現れる)、血漿インスリン濃度、並びに遊離脂肪酸濃度を低下させる。この点で、グリタゾンはインスリン抵抗性改善薬として働く。
しかしながら、これらの改善には、一般に体重増加および皮下脂肪組織増加が伴う(Adams 1997)。チアゾリジンジオンの使用は、体重増加に関係するだけでなく、患者のサブグループは更に体液鬱滞および血漿量増大を伴い、これは末梢組織の浮腫を導く。体重および浮腫の増加は心不全の発生率の増加に関係しており、これは、食品医薬品局がロシグリタゾン(Avandiaが提供)およびピオグリタゾン(武田が提供)の投薬情報に警告を含めた理由である。これらの副作用は、特に冠動脈心疾患の患者におけるグリタゾンの使用を制限する。明らかに、インスリン抵抗性に対するプラスの効果を有すると共に、体重減少作用を有し、且つ体液鬱滞傾向のない新薬は将来性が存在する。
PPARに対するポリ不飽和脂肪酸(PUFA)の影響は、単に、脂肪酸構造および受容体に対する親和性の結果だけではない。細胞内非エステル化脂肪酸(NEFA)の組成レベルに対する寄与要因もまた重要である。このNEFAプールは、細胞に導入される外因性脂肪酸の濃度および内因性の合成される脂肪酸の量、並びにそれらの脂質中への組込みおよび酸化経路を介しての除去によって影響される(Pawar 2003)。
オメガ−3脂肪酸はPPARの弱いアゴニストであるが、チオグリタゾンのような薬理学的アゴニストと比較したときに、これらの脂肪酸は、グルコース摂取およびインスリン感受性における改善を実証した(Storlien 1987)。食事中の飽和脂肪酸に対するポリ不飽和脂肪酸の比率が増加するときには、脂肪細胞はよりインスリン感受性であり、より多くのグルコースを輸送することが報告された(Field 1990)。総合すると、これらのデータは、炭素数が20および22の脂肪酸(即ち、EPAおおびDHA)が、インスリン抵抗性の発症に予防的役割を果たし得るであろうことを示している。
生体内での限定された安定性およびそれらの生物学的特異性の欠如により、PUFAは治療薬として広範な使用を達成していない。n−3多価不飽和脂肪酸の化学的修飾が、それらの代謝効果を変更または増大させるために、幾つかの研究グループによって行なわれた。
例えば、EPAのα位またはβ位にメチルまたはエチルを導入することによって、EPAの脂質低下的影響が増強された(Vaagenes 1999)。また、この化合物は血漿遊離脂肪酸をも低下させたのに対して、EPA EEは効果がなかった。
L.ラーセンによって公表された最近の論文(Larsen 2005)において、著者は、EPAおよびDHAのα−メチル誘導体が、核受容体PPARの活性化を増大させ、それにより、EPA/DHAと比較してL−FABPの発現を増大させることを示した。α−位にエチル基を備えたEPAは、α−メチルEPAと同じ強さでPPARを活性化させた。著者は、これらα−メチルFAの異化の遅延が、ペルオキシゾーム酸化を導くミトコンドリアでのβ酸化の低下に起因して、それらの増大した効果に寄与することを示唆した。
α−メチルEPAは、生体外(Larsen 1998)および生体内(Willumsen 1998)の両方において、EPAよりも強い血小板凝集阻害剤であることが示されている。
日本の公開番号05−00974の特許要約書は、α位がOH基で置換されたDHAを開示しているが、これは中間体としての開示に過ぎず、この化合物の可能な薬学的効果に関する試験は開示されていない。
また、ラクスデール・リミテッド社(La×dale Limited)は、精神障害または中枢神経障害の治療における、EPAのα−置換誘導体の使用を開示した(米国特許第6,689,812号)。
Figure 2008540393
しかしながら、これらの修飾された脂肪酸は、何れも満足な薬学的活性を呈さず、医薬品市場に出されることはなかった。
(発明の概要)
本発明の目的は、治療的活性を有する新規なDHA誘導体を提供することである。
本発明に基づいて、添付の特許請求の範囲には多くの側面が呈示される。これら側面の幾つかは次の通りである:
1.新規化合物、即ち、一定のα−置換された多価不飽和脂肪酸誘導体。
2.医薬として使用するため、および治療において使用するための新規化合物。
3.前記新規化合物を含有する脂肪酸組成物または医薬組成物。
4.医薬として使用するため、および治療において使用するための、前記新規化合物を含有する脂肪酸組成物。
5.ヒトまたは動物において糖尿病を予防および/または治療するための医薬を製造するための、前記新規化合物の使用。
6.肥満症または過体重の症状を治療および/または予防するための医薬を製造するための、前記新規化合物の使用。
7.体重減少を制御するため、および/または体重増加を防止するための医薬を製造するための、前記新規な化合物の使用。
8.アミロイド症関連の疾患を治療および/または予防するための医薬を製造するための、前記新規化合物の使用。
9.多重リスク因子、または心臓血管系疾患の治療または予防のための医薬を製造するための、前記新規化合物の使用。
10.幾つかの動脈のアテローム性動脈硬化症に関連した脳卒中、脳虚血もしくは一過性虚血の発作を予防するための医薬を製造するための、前記新規化合物の使用。
11.糖尿病の状態、特に2型糖尿病を特異的に治療するための方法。
12.体重減少を制御するため、体重増加を防止するため、および/または肥満症もしくは過体重状態を治療および/または予防するための方法。
13.アミロイド症関連疾患を治療および/または予防するための方法。
14.心臓血管系疾患の多重リスク因子を治療または予防するための方法
15.幾つかの動脈の動脈硬化に関連した脳卒中、脳虚血または一過性虚血の発作を予防するための方法。
16.本発明による新規な脂肪酸類縁体を調製するための方法。
本発明は、次式(I)の化合物、またはその薬学的に許容可能な塩、溶媒和化合物、複合体またはプロドラッグに関する:
Figure 2008540393
式中、
1およびR2は、同じかまたは異なり、水素原子、ヒドロキシ基、アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルチオ基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アミノ基およびアルキルアミノ基からなる群から選択されてよく;
Xは、カルボン酸基、カルボキシレート基、またはカルボキサミド基を表わす。
但し、
式(I)の化合物は、(全Z)−4,7,10,13,16,19−ドコサヘキサエン酸(DHA)、α−メチルDHA、α−メチルDHAメチルエステル、α−メチルDHAエチルエステル、またはα−ヒドロキシDHAエチルエステルではない。
上記の但書きは、下記の場合に対応する:
・R1が水素原子であれば、R2は水素原子ではない;
・R2が水素原子であれば、R1は水素原子ではない;
・R1がメチル基であれば、R2は水素原子ではなく、またXはカルボン酸基、メチルカルボキシレートあるいはエチルカルボキシレートではない;
・R2がメチル基であれば、R1は水素原子ではなく、またXはカルボン酸基、メチルカルボキシレートあるいはエチルカルボキシレートではない;
・R1がヒドロキシ基であれば、R2は水素原子ではなく、またXはエチルカルボキシレートではない;
・R2がヒドロキシ基であれば、R1は水素原子ではなく、またXはエチルカルボキシレートではない。
本発明による化合物において、前記アルキル基は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、n−ヘキシル、およびベンジルからなる群から選択されてよく;前記ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選択されてよく;前記アルコキシ基は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、フェノキシ、ベンジルオキシ、OCH2CF3、およびOCH2CH2OCH3からなる群から選択されてよく;前記アシルオキシ基は、アセトキシ、プロピオノキシ(propiono×y)およびブチロキシ(butyro×y)から選択されてよく;前記アルケニル基は、アリル、2−ブテニル、および3−ヘキセニルからなる群から選択されてよく;前記アルキニル基は、プロパルギル、2−ブチニル(butynyl)、およびヘキシニル(he×ynyl)からなる群から選択されてよく;前記アリール基はフェニル基であり;前記アルキルチオ基は、メチルチオ、エチルチオ、イソプロピルチオおよびフェニルチオからなる群から選択されてよく;前記アルコキシカルボニル基は、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、およびブトキシカルボニルからなる群から選択されてよく;前記アルキルスルフィニル基は、メタンスルフィニル、エタンスルフィニルおよびイソプロパンスルフィニルからなる群から選択されてよく;前記アルキルスルホニル基は、メタンスルホニル、エタンスルホニルおよびイソプロパンスルホニルからなる群から選択されてよく;前記アルキルアミノ基は、メチルアミノ、ジメチルアミノ、エチルアミノおよびジエチルアミノからなる群から選択されてよく;前記カルボキシレート基は、エチルカルボキシレート、メチルカルボキシレート、n−プロピルカルボキシレート、イソプロピルカルボキシレート、n−ブチルカルボキシレート、sec−ブチルカルボキシレートおよびn−ヘキシルカルボキシレートからなる群から選択されてよく;前記カルボキサミド基は、一級カルボキサミド、N−メチルカルボキサミド、N、N−ジメチルカルボキサミド、N−エチルカルボキサミド、およびN,N−ジエチルカルボキサミドからなる群から選択されてよい。
本発明の一つの実施形態において、R1およびR2は、水素原子、ヒドロキシ基、アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アミノ基およびアルキルアミノ基からなる群から選択される。
本発明のもう一つの実施形態において、R1およびR2は、水素原子、ヒドロキシ基、C1−C7アルキル基、ハロゲン原子、C1−C7アルコキシ基、C1−C7アルキルチオ基、C1−C7アルキルスルフィニル基、C1−C7アルキルスルホニル基、アミノ基、およびC1−C7アルキルアミノ基からなる群から選択される。そして、前記C1−C7アルキル基は、メチル、エチルまたはベンジルであってよく;前記ハロゲン原子は、フッ素またはヨウ素であってよく:前記C1−C7アルコキシ基は、メトキシまたはエトキシであってよく;前記C1−C7アルキルチオ基は、メチルチオ、エチルチオまたはフェニルチオであってよく;前記C1−C7アルキルスルフィニル基は、エタンスルフィニルであってよく;前記C1−C7アルキルスルホニル基は、エタンスルホニルであってよく;前記C1−C7アルキルアミノ基は、エチルアミノまたはジエチルアミノであってよく;また前記Xは、エチルカルボキシレートまたはカルボキサミド基を表してよい。
本発明のもう一つの実施形態において、R1およびR2は、水素原子、C2−C7アルキル基、ハロゲン原子、C1−C7アルコキシ基、C1−C7アルキルチオ基、C1−C7アルキルスルフィニル基、C1−C7アルキルスルホニル基、アミノ基、およびC1−C7アルキルアミノ基からなる群から選択され;また、Xはカルボキシレートを表わす。そして、前記C2−C7アルキル基はエチル、またはベンジルであってよく;前記ハロゲン原子はフッ素またはヨウ素であってよく:前記C1−C7アルコキシ基は、メトキシまたはエトキシであってよく;前記C1−C7アルキルチオ基はメチルチオ、エチルチオあるいはフェニルチオであってよく;前記C1−C7アルキルスルフィニル基は、エタンスルフィニルであってよく;前記C1−C7アルキルスルホニル基はエタンスルホニルであってよく;前記C1−C7アルキルアミノ基は、エチルアミノまたはジエチルアミノであってよく;また、Xはエチルカルボキシレートを表す。
本発明の式(I)による化合物では、R1およびR2は、同じであっても異なってもよい。それらが異なる場合、式(I)の化合物は立体異性体の形態で存在することができる。本発明が式(I)の化合物の全ての光学異性体、並びにラセミ体を含むそれらの混合物を包含することが理解されるであろう。
従って、R1がR2とは異なる場合、本発明は、ラセミ体、または(S)型もしくは(R)型エナンチオマーとしての鏡像異性的に純粋な式(I)の化合物を包含する。従って、R1がR2とは異なる場合に、本発明は、ラセミ体、または(S)型もしくは(R)型の立体異性体としての鏡像異性的に純粋な式(I)の化合物を含んでいる。
上記で定義した式(I)の化合物のエナンチオマーは、本発明の範囲内である。更に、本発明によるDHA誘導体のエナンチオマーは、カルボン酸、あるいはその薬学的に許容可能な塩、何れかのエステル、酸無水物またはアミド(一級、二級、三級)であってもよいであろう。これらの酸誘導体は、リン脂質あるいはトリ−、ジ−もしくはモノグリセリドの形態であってもよいであろう。
本発明による式(I)の化合物の一つの実施形態において、R1およびR2の一方はC2−C7アルキル基、例えばエチルまたはベンジルを表わし、他方は水素原子を表わす。好ましくは、当該アルキル基はエチルである。
発明による式(I)の化合物のもう一つの実施形態において、R1およびR2の一方はアルコキシ基、例えばエトキシまたはメトキシを表わし、他方は水素原子を表わす。
本発明による式(I)の化合物のもう一つの実施形態において、R1およびR2の一方はハロゲン原子、例えばフッ素またはヨウ素を表わし、他方は水素原子を表わす。
本発明による式(I)の化合物のもう一つの実施形態において、R1およびR2の一方はアルキルチオ基、例えばエチルチオ、メチルチオまたはフェニルチオを表わし、他方は水素原子を表わす。好ましくは、該アルキルチオ基はエチルチオである。
発明による式(I)の化合物のもう一つの実施形態において、R1およびR2のうちの一方はアルキルスルホニル基、例えばエチルスルホニルを表し、他方は水素原子を表わす。
本発明による式(I)の化合物のもう一つの実施形態において、R1およびR2の一方はアミノ基を表わし、他方は水素原子を表わす。
本発明による式(I)の化合物のもう一つの実施形態において、R1およびR2の一方はアルキル−アミノ基、例えば、エチル−アミノあるいはジエチル−アミノを表わし、他方は水素原子を表わす。
本発明による式(I)の化合物のさらなる実施形態において、R1およびR2は同一であり、C1−C7アルキル基、好ましくはメチル基またはエチル基を表す。
式(I)の化合物の好ましい実施形態において、Xはカルボキシレート、例えば、エチルカルボキシレートである。
本発明による化合物は、リン脂質、トリ−、ジ−もしくはモノグリセリドの形態、または遊離酸の形態で存在してよい。
発明によるα−置換DHA誘導体は、薬学的活性に関して、非常に驚くべき優れた結果を示した。本発明による脂肪酸誘導体は、特に、糖尿病およびその前段階の治療および/または予防において使用されるべき大きな可能性を有している。
本発明の別の側面は、医薬として使用するための式(I)の化合物に関する。
本発明はまた、式(I)の化合物の製造方法に関する。例えば、式(I)の化合物は、(全Z)−4,7,10,13,16,19−ドコサヘキサエン酸(DHA)から調製されてよい。DHAは、例えば植物資源、微生物資源および/または海産魚油等の動物資源に由来してよい。式(I)の化合物を用いるもう一つの重要な利点は、(全Z)−4,7,10,13,16,19−ドコサヘキサエン酸(DHA)から脂肪酸類似体を直接調製できることである。
本発明の好ましい実施形態において、式(I)の脂肪酸類似体はDHAから調製され、ここでのDHAは植物資源、微生物資源および動物資源の少なくとも一つ、またはそれらの組み合わせから得られる。従って、本発明には、微生物資源のDHA含有油から調製された誘導体が含まれる。適切には、前記DHAは魚油等の海産油から製造される。
本発明のもう一つの側面は、有効成分として、式(I)の化合物を含有する医薬組成物に関する。医薬組成物は、更に薬学的に許容可能なキャリアを含有してよい。適切には、本発明による医薬組成物は経口投与のために、例えばカプセルまたはサシェーの形態で処方される。本発明による式(I)の化合物の適切な1日投与量は、10mg〜10g、特に100mg〜1gである。
加えて、本発明は、式(I)の化合物を含有する脂肪酸組成物に関する。該脂肪酸組成物の少なくとも60重量%、または少なくとも90重量%が前記化合物で構成されてよい。当該脂肪酸組成物は、更に、(全Z)−5,8,11,14,17−エイコサペンタエン酸(EPA)(全Z)−4,7,10,13,16,19−ドコサヘキサエン酸(DHA)、(全Z)−6,9,12,15,18−ヘンエイコサペンタエン酸(HPA)、および/または(全Z)−7,10,13,16,19−ドコサペンタエン酸(DPA)を含んでよい。これら脂肪酸は、誘導体の形態で存在してよい。本発明による脂肪酸組成物は、更に、薬学的に許容可能な酸化防止剤(例えばトコフェロール)を含有してよい。医薬として使用するための上記脂肪酸組成物もまた、本発明の範囲内である。
更なる側面において、本発明は、体重減少を制御するためおよび/または体重増加を防止するための医薬を製造するため;肥満症または過体重状態の治療および/または予防のための医薬を製造するため;動物における糖尿病、特に2型糖尿病を予防および/または治療するための医薬を製造するため;アミロイド症関連疾患を治療および/または予防するための医薬を製造するため;心臓血管系疾患の多重リスク因子を治療または予防するため、好ましくは増大した血中脂質を治療するための医薬を製造するため;幾つかの動脈のアテローム性動脈硬化症に関連した脳卒中、脳虚血または一過性虚血の発作を予防するための医薬を製造するための、式(I)に従う化合物の使用に関する。
加えて、本発明は、体重減少を制御するため、および/または体重増加を防止するための方法;肥満症または過体重状態を治療および/または予防するための方法;糖尿病、特に2型糖尿病を予防および/または治療するための方法;アミロイド症関連疾患を治療および/または予防するための方法;心臓血管系疾患の多重リスク因子を治療または予防するための方法;幾つかの動脈のアテローム性動脈硬化症に関連した脳卒中、脳虚血または一過性虚血の発作を予防するための方法に関し、ここでは薬学的に有効な量の式(I)の化合物は経口的にヒトまたは動物に投与される。好適には、式(I)の化合物は経口的にヒトまたは動物に投与される。
(発明の詳細な説明)
本発明に導いた研究においては、優れた薬学的活性示す新規なDHA誘導体が調製された。
脂肪酸は受動的に、または脂肪酸輸送蛋白質のようなGタンパク質結合輸送体系を介して細胞内に導入される。細胞の内部において、それらは結合蛋白質(脂肪酸結合蛋白質、FABP)により一時的に結合されるが、該結合タンパク質は、新陳代謝および遺伝子発現のために種々の細胞内区画へと脂肪酸を向ける上で重要な役割を果たす(Pawar & Jump 2003)(図1、肝臓細胞)。
トリグリセリド、極性脂質およびコレステロールエステルへの脂肪酸のエステル化、およびそれらのベータ酸化(ミトコンドリア的、およびペルオキシゾーム的)は、脂肪酸のアシルCoAチオエステルへの変換を必要とする。ミクロソームNADPH依存性のモノ酸化およびエイコサン類合成のような他の経路は、基質として非エステル化脂肪酸を利用する。これらの反応は、遊離脂肪酸(非エステル化)の細胞レベルに影響を及ぼし、それによって核受容体に対するリガンドとして使用できるであろう脂肪酸の量および種類に影響する可能性がある。PPARは非エステル化脂肪酸に結合することが知られているので、遊離脂肪酸プールの組成物が、PPAR活性の制御において重要な決定因子であると予測することは合理的である。
遊離脂肪酸プールの組成は、細胞に導入される外因性脂肪酸の濃度、および上記で列挙した経路を介してのその除去速度に影響される。短鎖および中鎖脂肪酸が効果的にこれら経路に補充されるので、実際には、長鎖の多価不飽和脂肪酸だけが核受容体にリガンド結合するために利用可能であろう。加えて、脂肪酸構造もまた重要な決定要素である可能性がある。一連のモノ不飽和および多価不飽和脂肪酸がPPARα受容体への親和性を示したとしても、EPAおよびDHAが、ラット肝細胞の実験において最も高い結合能力を実証した(Pawar & Jump 2003)。
PPAR等の核受容体との相互作用によりタンパク質の遺伝子変化に利用可能な脂肪酸候補を探索することによって、それぞれの脂肪酸が、遊離脂肪酸プールの中で濃縮されるであろうことを立証することが重要である。
細胞に導入されるDHAは、迅速に脂肪アシルCoAチオエステルに変換されてリン脂質の中に組込まれ、そのために、細胞内におkるDHAレベルは比較的低い。これらDHA−CoAは、主としてペルオキシゾームにおけるβ酸化の基質であり、該酸化はDHAのEPAへの逆変換を導く(図1参照)。中性脂質への迅速な組込み、および酸化経路のために、DHAは遊離脂肪酸プールの中に長くは留まらない。これにより、遺伝子発現に対するDHAの影響はおそらく制限される。
本発明はリン脂質への組込みではなく、遊離脂肪酸プールにおける脂肪酸誘導体の蓄積を達成することを目的とする。本願の発明者等は、驚くべきことに、DHAのα位に少なくとも一つの置換基を導入することによって、中性脂質へのより少ない組み込みに加えて、より遅い酸化速度が導かれることを見出した。これは、遺伝子発現に対する増大した効果を導くであろう。何故なら、DHA誘導体は組織内、特に肝臓、筋肉および脂肪細胞内に蓄積して、DHAよりも大きく、ローカルな核受容体活性をトリガーするからである。
本発明による異なる置換基は、脂肪酸結合性受容体に対する、誘導体の変化する親和性を与えるであろう。更に、脂肪酸結合性蛋白質に対する親和性の変化が、これら式(I)のα置換DHA誘導体の、生物学的活性の変化を導くことも可能である。これらの変化が総合的に、DHAと比較したときの、本発明によるDHA誘導体の増加した治療効果を導くものである。
EPA、即ち、(全Z)−5,8,11,14,17−エイコサペンタエン酸は、以前にはミトコンドリア酸化を阻害するために、α位およびβ位でアルキル化されていた。DHAは、ミトコンドリアにおいて酸化されず、むしろリン脂質の中に組込まれる。しかし、ペルオキシゾームにおいて、或るDHAはEPAに逆変換される。EPAおよびDHAのα位における置換基は、これに起因して異なる代謝経路に影響するであろう。α−メチルEPAおよびβ−メチルEPAがリン脂質およびトリグリセリドの中に組込まれるのに対して、α−エチルEPAは組込まれないことが先に示されている(Larsen、1998年)。この研究において、これらの誘導体は、エイコサノイドカスケードに関与する酵素の基質および/または阻害剤として試験された。これら酵素の基質の殆どはリン脂質から放出される脂肪酸なので、当該誘導体はリン脂質に組込まれることが望ましかった。これとは対照的に、先に述べたように、我々は脂質に組込まれずにNEFAプールの中に蓄積する誘導体を望んでいる。
この説明の全体を通して、「PRB−×」の略号(ここでの×は整数である)は、本発明による特定の化合物を記述するときに用いられる。以下に、これら化合物の各々の構造式および慣用名を列挙する。
Figure 2008540393
Figure 2008540393
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Figure 2008540393
Figure 2008540393
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Figure 2008540393
PRB−1は、R1またはR2の一方がメチルで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−2は、R1またはR2の一方がエチルで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−3は、R1またはR2の一方がエトキシで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−4は、R1またはR2の一方がフッ素で、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−5は、R1およびR2がメチルで、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−6は、R1またはR2がメチルチオであり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−7は、R1またはR2の一方がエチルチオで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−8は、R1およびR2の一方がエチルで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−9は、R1またはR2の一方がベンジルで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−10は、R1またはR2の一方がエタンスルフィニルで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−11は、R1またはR2の一方がフェニルチオで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−12は、R1またはR2の一方がヒドロキシで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−13は、R1またはR2の一方がメチルで、他方が水素であり、またXが一級カルボキサミドである式(I)の化合物に対応する。
PRB−14は、R1またはR2の一方がメトキシで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−15は、R1またはR2の一方がヨウ素で、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−17は、R1またはR2の一方がアミノで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−20は、R1またはR2の一方がエチルで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物の(S)型立体異性体に対応する。
PRB−23は、R1またはR2の一方がエチルで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物の(R)型立体異性体に対応する。
PRB−24は、R1またはR2の一方がN−フタルイミドで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートである式(I)の化合物に対応する。
PRB−25は、R1またはR2の一方がエチルアミノで、他方が水素であり、またXが一級カルボキサミドである式(I)の化合物に対応する。
PRB−26は、R1またはR2の一方がジエチルアミノで、他方が水素であり、またXがエチルカルボキシレートであるある式(I)の化合物に対応する。
PRB−2は本発明による最も好ましい化合物である。本発明による他の好ましい化合物はPRB−5、PRB−7およびPRB−8である。
本発明は、式(I)の化合物の可能な何れかの薬学的に許容され得る塩、溶媒和化合物、複合体、またはプロドラッグをも包含することが理解されるべきである。
「プロドラッグ」は、それ自身として薬理学的活性を有していてもよく、または有していなくてもよいが、投与(例えば経口的または非経口的に)された後に、身体内で生物学的活性化(例えば、代謝)を受けて、薬理学的に活性な本発明の薬剤を形成するものである。
Xがカルボン酸である場合、本発明はまた、当該カルボン酸の塩も含むものである。カルボキシ基の薬学的に許容可能な適切な塩には、金属塩、例えば、アルミニウム塩、アルカリ金属塩(例えば、リチウム、ナトリウムまたはカリウム)、アルカリ性金属塩(カルシウムまたはマグネシウム)、およびアンモニウム塩若しくは置換アンモニウム塩が含まれる。
「治療的に有効な量」は、その意図した目的を達成するのに有効な治療薬の量を意味する。個々の患者の必要量は変化する可能性があり、各酸化窒素付加物の有効量の最適な範囲の決定は、当業者の技量の範囲内にある。一般に、本発明の化合物および/または組成物を用いて症状を治療するための投薬療法は、患者の種類、年齢、体重、性別、食事および病状を含む種々の要因に従って選択される。
「医薬」とは、医療目的で使用するのに適切した形態、例えば医薬、製剤または製品、食事療法製品、食品または食品サプリメントの形態の、式(I)の化合物を意味する。
本明細書の内容において、もしそれに反する特定の表示がなければ、「治療」の用語には「予防」も含まれる。「治療的」および「治療的に」の用語は、これに従って解釈されるべきである。
治療には、ヒトまたは非ヒト動物に有益であり得る如何なる治療的適用も含まれる。哺乳類の治療は特に好ましい。ヒトおよび家畜の治療は、両者とも本発明の範囲内である。治療は、現実に存在している状態に関するものであってもよく、または予防的なものであってもよい。それは、成人、青少年、幼児、胎児、またはこれらの何れか一部(例えば器官、組織、細胞または核酸分子)であってよい。「慢性の治療」は、数週間または数年の間継続する治療を意味する。
「治療的または薬学的に有効な量」は、望ましい薬理学的および/または治療的効果を導く量に関連する。本発明による化合物は、例えば、食品、食品サプリメント、栄養学的サプリメント,または食事療法製品の中に含められてよい。
α−置換DHA誘導体およびEPA(またはその代りにDHA)は、ノボザイム435[固相化された形態の、カンジダ・アンタルクチカ(Candida antarctica)由来の商業的に入手可能なリパーゼ]に触媒された該α−誘導体、EPAおよびグリセロールの混合物間でのエステル化プロセスによって、トリグリセリド形態で一緒に結合し、組み合わせることができる。
式(I)の化合物は、特に核受容体活性のトリガーとして、薬学的活性を有している。従って、本発明はまた、医薬として使用するための、および/または治療において使用するための式(I)の化合物、その薬学的に許容可能な塩、溶媒和物、複合体またはプロドラッグに関する。好ましくは、本発明の新規化合物、またはその薬学的に許容可能な塩、溶媒和物、複合体もしくはプロドラッグは、次の目的のために使用することができる:
・ヒトまたは動物における糖尿病の予防および/または治療のため;
・体重減少を制御するため、および/または体重増加を防止するため;
・ヒトまたは動物における肥満または過体重状態を治療および/または予防するため;
・アミロイド症関連疾患の治療および/または予防のため;
・心臓血管系疾患の多重危険因子の治療または予防のため;
・幾つかの動脈のアテローム性動脈硬化症に関連した脳卒中、脳虚血または一過性虚血の発作の予防のため;
・TBCまたはHIVの治療のため。
糖尿病の二つの主要な形態がある。一つは1型糖尿病であり、これはインスリン依存性糖尿病(IDDM)として知られている。もう一つは2型糖尿病であり、これはインスリン非依存性糖尿病(NIDDM)としても知られている。2型糖尿病は肥満/過体重および運動不足と関係があり、多くの場合は成人において徐々に発症し、末梢インスリン抵抗性と称される低下したインスリン感受性によって引起される。これは、インスリン産生における補償的増大を導く。完全に誘導された2型糖尿病の発症前のこの段階は、代謝性症候群と称され、高インスリン血症、インスリン抵抗性、肥満症、グルコース不寛容、高血圧症、異常な血液脂質、凝固能亢進症、異脂肪血症および炎症によって特徴付けられ、屡々動脈のアテローム性動脈硬化症を導く。その後インスリン生産が停止すると、2型糖尿病が発症する。
好ましい実施形態において、式(I)による化合物は、2糖尿病の治療に使用されてよい。式(I)による化合物はまた、代謝性症候群、膵臓の、膵臓/内分泌腺以外の、もしくは薬剤性の糖尿病のような二次的糖尿病、または脂肪組織萎縮性、筋無緊張性、もしくはインスリン受容体障害性の糖尿病のような、例外的形態の糖尿病からなる群から選択される他の種類の糖尿病の治療に使用されてよい。本発明はまた、2型糖尿病の治療を含むものである。適切には、上記で定義した式(I)の化合物は、核受容体、好ましくはPPAR(ペルオキシゾーム増殖因子に活性化される受容体)αおよび/またはγを活性化してよい。
式(I)の化合物はまた、肥満症の治療および/または予防のために使用されてよい。通常、肥満症は増大したインスリン抵抗性にリンクしており、肥満症の人々は、心臓血管系疾患発症の主な危険因子である2型糖尿病になる危険が高い。肥満症は慢性病であり、それは西側社会において益々増加する比率の人々を苦しめ、また社会的不名誉だけでなく、短縮される寿命および多くの問題(例えば糖尿病、インスリン抵抗性、高血圧症)にも関係している。従って、本発明は、好ましくは肥満した人間の全体重または脂肪組織の量を減少させて、理想的な体重へと向わせるための、著しい副作用のない薬剤についての長年に亘る必要性を満たすものである。
式(I)による化合物はまた、アミロイド症関連疾患の予防および/または治療のために使用されてよい。好ましくはフィブリルまたはプラーク形成の結果としてのアミロイドの堆積に関連したアミロイド症関連の状態または疾患には、アルツハイマー病もしくは痴呆、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化、クロイッツェルフェルト・ヤコブ病、嚢胞性繊維症、一次もしくは二次腎アミロイド症、IgA腎症、並びに動脈、心筋および神経組織におけるアミロイド沈着が含まれる。これらの疾患は、散発的もしくは遺伝的であることができ、更にはTBCもしくはHIVのような感染症に関連する可能性もある。また、遺伝的形態は寿命のかなり初期に現れ得るとしても、多くの場合は寿命の後期にのみ現れる。それぞれの疾患は特定のタンパク質に関連しており、或いは、これらタンパク質の凝集は当該疾患に関連した病状の直接的な起源であると考えられている。アミロイド症関連疾患の治療は、急性的または慢性的に行うことができる。
式(I)の化合物はまた、アミロイド凝集の低下による治療、所謂フィブリルまたはプラークの形成を導き得るタンパク質の折畳みミスの防止による治療、Aβ−タンパク質(アミロイドベータタンパク質)のような前駆体タンパク質の産生の減少による治療、並びにタンパク質フィブリル、凝集体またはプラークの形成の阻害または遅延による予防および/または治療のために使用されてよい。また、上記で定義した式(I)の化合物の投与によるフィブリルの蓄積または形成の防止もここに含められる。一つの実施形態において、上記で定義た新規化合物、その薬学的に許容可能な塩、溶媒和物、複合体、またはプロドラッグは、TBC(結核)またはHIV(ヒト免疫不全ウィルス)の治療のために使用される。
更に、式(I)の化合物は、脳に血液を供給する動脈のアテローム性動脈硬化症の症状、例えば脳卒中または一過性虚血発作の患者に対して、更なる可能な致死的発作の危険を低減するために投与されてよい。
式(I)の化合物はまた、ヒトにおける上昇した血中脂質の治療に使用されてよい。
加えて、上記で定義された式(I)の化合物は、高血圧症、高トリグリセリド血症および高い凝固因子VIIリン脂質複合体活性のような、心臓血管系疾患について知られた多重危険因子の治療および予防のために有益である。好ましくは、式(I)の化合物はヒトにおける高血中脂質の治療に使用される。
式(I)の化合物、その薬学的に許容可能な塩の化合物、溶媒和物、プロドラッグまたは複合体は、単独で使用されてもよいが、一般には、式(I)の化合物(有効成分)を薬学的に許容可能なアジュバント、希釈剤またはキャリアと組み合わせた医薬組成物の形態で投与されるであろう。
従って、本発明はまた、治療的に有効な量の本発明の式(I)の化合物と、薬学的に許容可能なキャリア、希釈剤または賦形剤(それらの組み合わせを含む)とを含有してなる医薬組成物を提供する。
これは、治療的に有効な量の薬学的活性剤を含有する組成物、または該活性剤からなる組成物である。それは、好ましくは薬学的に許容可能なキャリア、希釈剤または賦形剤(その組み合わせを含む)を含んでいる。治療的使用のための許容可能なキャリアまたは希釈剤は、製薬技術において周知である。薬学的キャリアー、賦形剤または希釈剤の選択は、意図した投与ルートおよび標準の製薬実務に関して選択することができる。医薬組成物は、キャリア、賦形剤または希釈剤として、またはそれに加えて、何れか適切なバインダー、潤滑剤、懸濁剤、コーティング剤、可溶化剤を含有してよい。
本発明の範囲内にある医薬組成物は、保存剤、可溶化剤、安定剤、湿潤剤、乳化剤、甘味剤、着色剤、風味剤、香料、塩(本発明の化合物自身が薬学的に許容可能な塩の形態で提供されてよい)、緩衝剤、コーティング剤、酸化防止剤、懸濁化剤、アジュバント、賦形剤、および希釈剤の1以上を含んでよい。
本発明による医薬組成物は、好ましくは、ヒトまたは動物への経口投与のために処方される。該医薬組成物は、有効成分が効率的に吸収および利用され得る他の経路、例えば、静脈内、皮下、筋肉内、鼻腔内、直腸内、膣内、または局所的経路を通して投与するために処方されてよい。
本発明の特定の実施形態において、医薬組成物はカプセルの形態で成形され、これは粉末またはサシェー剤を生じるマイクロカプセルであってよいであろう。該カプセルは風味付けされてもよい。この実施形態はまた、カプセルおよび該カプセルに封入される脂肪酸組成物の両方が風味付けされたカプセルを含むものである。カプセルに風味付けすることによって、それはユーザにとって更に魅力的になる。上記で述べた治療的使用のための投与量は、勿論、使用される化合物、投与モード、望まれる治療、および適用症に応じて変化するであろう。
当該医薬組成物は、10mg〜10gの1日投与量を提供するために処方されてよい。好ましくは、該組成物は、50mg〜5gの前記組成物の1日投与量を提供するために処方される。最も好ましくは、当該医薬組成物は、100mg〜2gの前記組成物の1日投与量を与えるように処方される。1日投与量とは、24時間当りの投与量を意味する。勿論、投与される量は使用される化合物、投与モード、望まれる治療および適応症に応じて変化するであろう。典型的には、臨床医は個々の患者に最も適した実際の投与量を決定するであろう。何れか特定の患者についての特定の投与量レベルおよび頻度は変化してよく、これは使用された特定の化合物の活性、その化合物の代謝安定性および作用時間の長さ、年齢、体重、一般的健康状態、性別、食事、投与のモードおよび時間、排泄速度、併用薬物、特定の症状の重篤度、および個々が受けている治療を含む種々の要因に依存するであろう。本発明の薬剤およびまたは医薬組成物は、1日当たり1〜10回、例えば1日当たり1回または2回の投与指針に従って投与されてよい。ヒト患者への経口投与および非経口投与について、薬剤の1日投与レベルは1回投与量または分割投与量であってよい。
本発明の更なる側面は、式(I)の化合物を含む脂肪酸組成物に関する。式(I)の化合物を含む脂肪酸組成物は、遺伝子発現調節の結果であるDHAの自然な生物学的作用を増加させ、また、本発明による誘導体は遊離脂肪酸プールの中に蓄積するであろう。
当該脂肪酸組成物は、60〜100重量%の式(I)の化合物を含有してよく、ここでの全ての重量パーセンテージは、脂肪酸組成物の全体の重量に基づくものである。本発明の好ましい実施形態では、脂肪酸組成物の少なくとも80重量%は式(I)の化合物で構成される。より好ましくは、式(1)の化合物は脂肪酸組成物の少なくとも90重量%を構成する。最も好ましくは、式(I)の化合物は脂肪酸組成物の95重量%以上を構成する。
当該脂肪酸組成物は更に、(全Z)−5,8,11,14,17−エイコサペンタエン酸(EPA)、(全Z)−4,7,10,13,16,19−ドコサヘキサエン酸(DHA)、(全Z)−6,9,12,15,18−ヘンエイコサペンタエン酸(HPA)、および(全Z)−7,10,13,16,19−ドコサペンタエン酸(DPAn−3)、(全Z)−8,11,14,17−エイコサテトラエン酸(ETAn−3)の少なくとも一つの脂肪酸、またはそれらの組合せを含んでよい。更に、該脂肪酸組成物は、(全Z)−4,7,10,13,16−ドコサペンタエン酸(DPAn−6)および/または(全Z)−5,8,11,14−エイコサテトラエン酸(ARA)、またはそれらの誘導体を含有してよい。当該脂肪酸組成物はまた、少なくともこれら脂肪酸またはそれらの組み合わせを、誘導体の形態で含んでよい。該誘導体は、上記で定義した式(I)のDHA誘導体と同じ方法で、適切に置換される。
本発明による脂肪酸組成物は、少なくとも1.5重量%の量で、または少なくとも3重量%の量で、EPAおよびDHA以外の、20、21、または22の炭素原子を有するオメガ−3脂肪酸またはその誘導体を含んでよい。
発明の特定の実施形態では、脂肪酸組成物は、医薬組成物、栄養剤組成物あるいはダイエット組成物である。該脂肪酸組成物は更に、有効量の薬学的に許容可能な酸化防止剤を含んでよい。好ましくは、酸化防止剤はトコフェロール、またはトコフェロール類の混合物である。好ましい実施形態において、当該脂肪酸組成物は、更に脂肪酸組成物の全重量1g当たり約4mg以内の量で、トコフェロール、またはトコフェロール類の混合物を含有する。好ましくは、当該脂肪酸組成物は、組成物の全重量に基づいて、0.2〜0.4mg/gのトコフェロールを含有する。
本発明の別の側面は、上記で定義した式(I)の化合物を含む、医薬として、および/または治療において使用するための脂肪酸組成物、またはその何れかの薬学的に許容可能な塩、溶媒和物、プロドラッグ、または複合体を提供する。このような脂肪酸組成物は、式(I)の化合物について上記で概説したのと同じ状態を予防および/または治療するために使用してよい。
脂肪酸組成物が医薬として使用されるとき、それは治療的にまたは薬学的に有効な量で投与されるであろう。
好ましい実施形態において、当該脂肪酸組成物は、ヒトまたは動物に対して経口で投与される。
本発明はまた、上記で定義した式(I)の化合物、またはその薬学的に許容可能な塩、溶媒和物、プロドラッグ、または複合体の使用であって:体重減少を制御するため、および/または体重増加を防止するための医薬の製造;肥満症または過体重の治療および/または予防のための医薬の製造;ヒトまたは動物における糖尿病の予防および/または治療のための医薬の製造;アミロイド症関連疾患の治療および/または予防のための医薬の製造;高血圧症、高トリグリセリド血症、および高凝固因子VIIリン脂質複合体活性のような、心臓血管系疾患について知られた多重危険因子の治療および予防のための医薬の製造;TBCまたはHIVの治療のための医薬の製造;あるいは、幾つかの動脈のアテローム性動脈硬化症に関連した脳卒中、脳虚血または一過性虚血の予防のための医薬の製造;哺乳動物における血中トリグリセリドを低下させ、および/またはヒト患者の血清中のHDLコレステロールを上昇させるための医薬の製造;または「代謝性症候群」と称される多重代謝性症候群の治療および/または予防のための医薬の製造における使用を提供する。また、これら全ての実施形態は、上記で概説した医薬を製造するための、式(I)の化合物を含有する上記で定義した脂肪酸組成物の使用をも含む。本発明は更に、上記で概説した医薬を製造するための、α−ヒドロキシ-DHAの使用に関する。
本発明はまた、体重減少を制御するため、および体重増加を防止するための方法であって、上記で定義された少なくとも一つの式(I)の化合物を含む脂肪酸組成物が、ヒトまたは動物に投与される方法に関する。
更に、本発明は、肥満症または過体重状態を治療および/または防止するための方法であって、上記で定義された少なくとも一つの式(I)の化合物を含む脂肪酸組成物が、ヒトまたは動物に投与される方法に関する。
本発明の好ましい実施例において、本発明は、糖尿病を予防および/または治療するための方法であって、上記で定義された少なくとも一つの式(I)の化合物を含む脂肪酸組成物が、ヒトまたは動物に投与される方法に関する。好ましくは、該糖尿病は2型糖尿病である。
本発明の他の側面は、
・アミロイド症関連疾患を治療および/または予防するための方法;
・心臓血管系疾患の多重危険因子を治療または予防処置するための方法;
・幾つかの動脈のアテローム性動脈硬化症に関連した脳卒中、脳虚血または一過性虚血の発作を防止する方法であって、
上記で定義された少なくとも一つの式(I)の化合物を含む脂肪酸組成物が、ヒトまたは動物に投与される方法に関する。
式(I)の脂肪酸誘導体は、DHAから最も効率的に調製することができる。出発物質が純粋なDHAでなければ(即ち、100%DHAでない)、最終の脂肪酸組成物は、上記で定義したDNA誘導体と、DHA以外のある量の他の脂肪酸との混合物を含んでおり、これら脂肪酸もまた式(I)の新規な脂肪酸類似体と同じ方法で置換される。このような実施形態もまた本発明含まれるものである。
本発明のもう一つの実施形態において、式(I)の化合は、(全Z)−4,7,10,13,16,19−ドコサヘキサエン酸(DHA)から調製され、ここでののDHAは植物、微生物および/または動物資源、またはそれらの組み合わせから得られるものである。好ましくは、前記DHAは魚油のような海産油から得られる。
当該組成物中の脂肪酸もまた、植物、微生物および/または動物資源、またはそれらの組み合わせから得られてよい。従って、本発明はまた、微生物油から調製された脂肪酸組成物をも含むものである。
本発明はまた、上記で定義した式(I)の新規な脂肪酸類似体を調製するための方法を提供する。
DHAは、海産物脂肪、微生物脂肪あるいは植物性脂肪のような生物学的資源から製造される。全ての可能な原料は、DHAが脂肪酸の微量画分しか構成しないトリグリセリド形態の脂肪酸混合物である。典型的なDHA濃度は、海産物脂肪で40%、微生物脂肪では10〜25%である。DHA含有植物性脂肪は開発途上にあり、またDHA濃度の高い脂肪が将来的に期待される。
最初の処理段階は、常に、トリグリセリドの遊離脂肪酸またはモノエステルへの変換になるであろう。好ましいエステルは、メチルエステルまたはエチルエステルであるが、他のエステル類も可能である。この方法では、トリグリセリド上に三つづつ結合された脂肪酸が相互に分離され、それによって分離を可能にする。他の脂肪酸からDHAを分離する幾つかの方法が利用可能であり、最も一般的なものは、揮発性によって脂肪酸を分離する短行程蒸留法、および不飽和度によって脂肪酸を分離する尿素沈殿法である。報告された他の方法は、不飽和度で脂肪酸を更に分離する硝酸銀錯化法、脂肪酸に触媒されたエステル化反応と短行程蒸留との組合せ、超臨界二酸化炭素を用いた向流抽出法である。
純粋なDHAの製造に関連した最も重要な挑戦は、全ての利用可能な資源に存在するC20−22の高度不飽和脂肪酸からDHAを分離することである。これら脂肪酸はDHAに非常に類似した特性を有しているので、上記の方法は何れも十分な分離度を提供しない。幾つかの微生物性高DHA脂肪(非常に低レベルのC20−22高度不飽和脂肪酸レベルを有する)については、短行程蒸留が、単独でまたは上記で述べた他の方法との組合せにより、90%以上の純度を提供する可能性がある。
殆どのDHA含有脂肪は、更に相当な量のC20−22高度不飽和脂肪酸、例えば、EPA(20:5n−3)、n−3DPA(22:5n−3)、HPA(21:5n−3)等を含んでいる。そのような脂肪酸からDHAを分離する唯一の利用可能な方法は、静止相がシリカゲルまたは硝酸銀含浸シリカゲルであり、移動相が有機溶媒または超臨界二酸化炭素から選択される、調製的高速液体クロマトグラフィーである。この方法では97%を超える純度のDHAが入手可能である。しかし、濃度に伴って製造コストが著しく増加することに注目しなければならず、その一例として、97%DHAの製造コストは90%DHAの5倍以上である。
90%、95%、97%の純度を有するDHAは、少量の他の脂肪酸を含んでいる。一例として、97%の純度を有するDHAは、n−3DPA(22:5n−3)や、他の長鎖脂肪酸、例えばEPA(20:5n−3)、HPA(21:5n−3)等をも含んでいる。しかし、他の脂肪酸はDHAに類似した方法で反応して、α−置換誘導体を生じる。
DHAおよびn−6DPA(および通常は極く低濃度で存在する22:5n−6)は、最初の二重結合での環化により、γ・ラクトンを与えることができる唯一の既知脂肪酸なので、有機合成が精製方法を提供する可能性がある。ラクトン形成に続く精製、およびDHAに加水分解する経路は、可能性はあるが、HPLCよりも更にコスト高になることが予想される。
一つの実施形態において、R1(またはR2)が水素である式(I)の化合物は、下記プロセス(スキーム1)を通して調製される。適切に適合されたこれらのプロセスは、R1およびR2の両方が、例えばC1−C7アルキル基、ベンジル、ハロゲン、ベンジル、アルケニルまたはアルキニルである一般式(I)で表わされる化合物を調製するためにも使用さすることができる。
1が水素であり、R2がC1-7アルキル基、ベンジル、ハロゲン、ベンジル、アルケニル、アルキニルを示す一般式(I)で表わされる化合物は、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルのような溶媒中において、DHAエステルを、−60℃〜−78℃の温度で、リチウム・ジイソプロピルアミンまたはカリウム/ナトリウム・ヘキサメチルジシラザンのような強い非求核性塩基と反応させて、エステルエノレートを得ることによって調製される(プロセス1)。
(スキーム1)
Figure 2008540393
このエステルエノレートは、ヨウ化エチル、塩化ベンジルで例示されるハロゲン化アルキル、塩化アセチル、臭化ベンゾイルで例示されるハロゲン化アシル、無水酢酸で例示されるカルボン酸無水物のような親電子試薬、またはN−フルオロベンゼンスルホンイミド(NFSI)等で例示される親電子ハロゲン化試薬と反応されて、モノ置換誘導体を与える(プロセス2)。該エステルは更に、15〜40℃の温度で、水中の水酸化リチウム/ナトリウムのような塩基を添加することにより、エタノールまたはメタノールのような溶媒中においてカルボン酸誘導体に加水分解される。
DHA・EEを強塩基で処理する際には、DHA・EEのクライゼン縮合が生じる。この縮合生成物は、興味ある生物学的活性を有する可能性がある。従って、本発明の一つの実施形態においては、上記で述べた縮合(中間体)生成物、並びに該生成物の本発明による疾患の治療および/または予防のため使用が開示される。
更なる実施形態では、一般式(I)によって表わされる化合物が、次の方法(スキーム2)を通して合成される。
(スキーム2)
Figure 2008540393
1が水素であり、R2がヒドロキシ、アルコキシ基、アシルオキシを示す一般式(I)で表わされる化合物は、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルのような溶媒中において、DHAエステルを、−60℃〜−78℃の温度で、リチウム・ジイソプロピルアミンまたはカリウム/ナトリウム・ヘキサメチルジシラザンのような強い非求核性塩基と反応させて、エステルエノレートを得ることによって調製される(プロセス4)。このエステルエノレートを、トリメチルホスファイトのような異なる添加剤またはNi(II)錯体のような異なる触媒と共に、ジメチルジオキシラン、2−(フェニルスルホニル)−3−フェニルオキサジリジン、分子状酸素のような酸素原と反応させて、α−ヒドロキシDHAエステルを得る(プロセス5)。この二級アルコールを、THFまたはDMFのような溶媒中において、水酸化ナトリウムのような塩基と反応させることによってアルコキシドを生じさせ、該アルコキシドを、ヨウ化アルキル(例えばヨウ化メチル、ヨウ化エチル)、臭化ベンジル、またはハロゲン化アシル(例えば塩化アセチル、臭化ベンゾイル)のような異なる親電子試薬と反応させる(プロセス6)。該エステルは、15〜40℃の温度で水中の水酸化リチウム/ナトリウム等の塩基を添加することにより、エタノールまたはメタノールのような溶媒中においてカルボン酸誘導体へと加水分解される(プロセス7)。
このヒドロキシ−DHAエステルは、本発明に従ってα位に他の官能基を導入するため有用な中間体である。水酸基は、アンモニア、アミン、チオール等の異なる求核試薬との反応に先立って、酸ハロゲン化物またはトシレートへの変換によって活性化させることができる。更に、光延反応は、他の官能基への水酸基の変換のために有用である(Mitsunobu, O, Synthesis, 1981, 1)。
上記で定義した一般式(I)で表わされる化合物は、先に説明した異なるプロセスの組合せによって合成することができる。本発明は、上記で述べたプロセスを含んでいる。
本発明は、更に、本発明の医薬組成物を調製するための方法であって、上記で定義した式(I)の少なくとも一つの化合物、またはその薬学的に許容可能な塩、溶媒和物、複合体もしくはプロドラッグを、薬学的に許容可能なアジュバント、希釈剤またはキャリアと混合することを含んでなる方法を提供する。
先に定義した式(I)のラセミ化合物を分割することによって、鏡像異性体的に純粋な化合物を調製することができる。式(I)の化合物の分割は、既知の分割法、例えば、式(I)の化合物を鏡像異性体的に純粋な補助物と反応させて、クロマトグラフィーにより分離できるジアステレオマー混合物を与える方法を使用して実施すればよい。その後、化合物(I)の二つのエナンチオマーは、加水分解等の慣用手段によって、分離されたジアステレオマーから再生させればよい。
上記で定義したように、置換基の不斉キラル導入を行うために、化学量論的キラル補助物を使用することも可能である。キラルなオキサゾリジン−2−オンの使用は、特に有効な方法論であることが立証されている。キラルN−アシルオキサゾリジンから誘導されたエノレートは、種々の親電子剤を用いて、高度に立体規則的な方法でクエンチすることができる(Ager, Prakash, Schaad 1996)。
(実施例)
次に、以下の実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、これは本発明を限定するものと解釈されるべきではない。この実施例において、構造は質量分析(MS)により確認された。低および中程度のDHA(即ち、約40〜60w%DHA)を含む出発原料から、脂肪酸誘導体が製造されてよいことが指摘されるべきであろう。
<合成プロトコル>
・α−メチルDHA EE(PRB−1)の調製
ブチルリチウム(228mL、0.37mol、ヘキサン中の1.6M)を、0℃でN2下に、乾燥THF(800mL)中のジイソプロピルアミンの撹拌溶液(59.5mL、0.42mol)に滴下により添加した。得られた溶液を、0℃で30分間撹拌し、−78℃に冷却し、更に30分間撹拌した後、乾燥THF(500mL)中のDHA EE(100g、0.28mol)を2時間かけて滴下添加した。MeI(28mL、0.45mol)を添加する前に、この暗緑色溶液を−78℃で30分間撹拌した。この溶液を、1.5時間かけて−20℃に到達させ、次に水(1.5L)の中に注ぎ、ヘプタン(2×800mL)で抽出した。合体させた有機相を1MのHCl(1L)で洗浄し、濾過し、乾燥し(Na2SO4)、減圧下で蒸発させた。この生成物を、ヘプタン/EtOAc(99:1)で溶出させるシリカゲル上での乾燥フラッシュクロマトグラフィーによって精製し、50gの表題化合物(48%)を僅かに黄色を帯びた油として得た。
1H−NMR(200MHz,CDCl3)δ 1.02(t,J7.5Hz,3H)、1.20(d,J6.8Hz,3H)、1.29(t,J7.1Hz,3H)、2.0−2.6(m,5H)、2.8−3.0(m,10H)、4.17(t,J7.1Hz,2H)、5.3−5.5(m,12H);
MS(電子スプレー法); 393[M+Na]。
・α−エチルDHA EE(PRB−2)の調製
ブチルリチウム(440mL、0.67mol、ヘキサン中の1.6M)を、0℃でN2下に、乾燥THF(750mL)中のジイソプロピルアミンの撹拌溶液(111mL、0.78mol)に滴下により添加した。得られた溶液を、乾燥THF(1.6L)中のDHA EE(200g、0.56mol)を滴下添加する前に、−78℃で45分間撹拌した。エステルの添加は4時間で完了した。EtI(65mL、0.81mol)を添加する前に、この暗緑色溶液を−78℃で30分間撹拌した。この溶液を、追加量のEtI(5mL、0.06mol)を添加する前に−40℃に到達させ、混合物を水中に注いでヘキサン(2×)で抽出する前に、最終的には−15℃(−78℃から3時間で)に到達させた。合体された有機相を1MのHCl(水)で洗浄し、濾過し、乾燥し(Na2SO4)、減圧下で蒸発させた。この生成物を、ヘプタン/EtOAc(99:1、続いて50:1)で溶出させるシリカゲル上でのフラッシュ・クロマトグラフィーにより精製して、黄色油状物として42.2gの表題化合物(20%)を得た。
1HNMR(200MHz;CDCl3)δ 0.8−1.0(m,6H)、1.2−1.4(m,4H)、1.5−1.7(m,2H)、2.12(m,2H)、2.3−2.5(m,2H)、2.8−3.0(m,10H)、4.18(t,J7.1Hz,2H)、5.3−5.6(m,12H);
MS(電子スプレー); 407の[M+Na]。
・α−エトキシ-DHAエチルエステル(PRB−3)の調製
Figure 2008540393
THF(5mL)中の60%NaH懸濁液(84.1mg、2.1mmol)に、−78℃でN2下に、THF(5 mL)中のα−ヒドロキシ−DHAエチルエステル(PRB−12)(372mg、1.00 mmol)の溶液を滴下により添加し、得られた混合物を、ヨウ化エチル(0.24mL、3.01mmol)を滴下添加する前に−78℃で20分間撹拌した。この反応混合物を、一晩に亘って徐々に室温にまで加温した。NH4Clの飽和水溶液(15mL)を添加し、該混合物をジエチルエーテル25mL×2で抽出し、有機相を塩水で洗浄し、乾燥し(Na2SO4)、濾過し、減圧下で蒸発させ、ヘプタン/EtOAc(95:5)で溶出させるシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィーにかけて、68mgの生成物(17%)を黄色液体として得た。
1H−NMR(200MHzおよびCDCl3)δ 0.94(t,J=7.5Hz,3H)、1.16−1.29(m,6H)、2.05(quint,J=7.2Hz,2H)、2.50(m,2H)、2.76−2.84(m,10H)、3.33−3.48(m,1H)、3.53−3.71(m,1H)、3.83(dd,J=6.8Hz,J=6.2Hz,1H)、4.18(q,J=7.1Hz,2H)、5.31−5.45(m,12H)
13C−NMR(50MHz,CDCl3)δ 14.2、15.1、20.5、25.5、25.6、25.7、31.0、60.8、66.0、78.7、124.1、127.0、127.8、127.9、128.0(2信号)、128.2(2信号)、128.5、130.7、132.0、172.5(隠れた3信号)
MS(電子スプレー); 423の[M+Na]+
・α−フルオロDHA EE(PRB−4)の調製
乾燥THF(10mL)中のLDA(2.1mL、4.2mol、THF/ヘプタン/エチルベンゼン中の2M)を、−78℃でN2下に、乾燥したTHF(30mL)中のDHA EE(1g、2.8mmol)に15分間かけて滴下添加した。その後、NFSi(1.06g、3.4mmol)を添加した。この溶液をRTに到達させ、70時間撹拌した。その混合物を水の中に注ぎ、ヘキサン(2×)で抽出した。合体させた有機相を、1MのHCl(水)で洗浄し、濾過し、乾燥し(Na2SO4)、減圧下で蒸発させた;MS(電子スプレー);397[M+Na]。
・α,α−ジメチルDHA EE(PRB−5)の調製
ブチルリチウム(100mL、0.17mol、ヘキサン中の1.6M)を、0℃でN2下に、乾燥THF(100mL)中のジイソプロピルアミン(28mL、0.20mol)の撹拌した溶液に滴下により添加した。得られた溶液を、0℃で30分間撹拌し、−78℃に冷却し、乾燥THF(200mL)中のDHA EE(50g、0.14mol)の溶液を添加した。得られた暗緑色溶液を、MeI(17mL、0.28mol)を添加する前に、−78℃で30分間撹拌した。この溶液を−10℃に到達させ、次いで水の中に注ぎ、ヘキサン(2×)で抽出した。合体させた有機相を1MのHClで洗浄し、濾過し、乾燥し(Na2SO4)、減圧下で蒸発させた。
この手順を繰返したが、DHA EEの代わりに、α−メチルDHA EEの粗生成物を使用した。この生成物を、ヘプタン/EtOAc(99:1、続いて98:2)で流出させるシリカゲル上での乾燥フラッシュクロマトグラフィーにより精製して、僅かに黄色の油状物として31.6gの表題化合物(59%)を得た。
1HNMR(200MHz;CDCl3)δ 1.01(t,J7.5Hz,3H)、1.21(s,6H)、1.28(t,J7.1Hz,3H)、2.08(m,2H)、2.34(d,J6.8Hz,2H)、2.8−3.0(m,10H)、4.15(q,J7.5Hz,2H)、5.3−5.6(m,12H);
13CNMR(50MHz;CDCl3)δ 14.7、21.0、25.3、26.0、26.1、38.3、42.8、60.7、125.8、127.4、128.3、128.5、128.6、128.7、129.0、130.7、132.4、177.9;
MS(電子スプレー); 385の[M+H]。
・α−チオメチルDHA(PRB−6)の調製
20mLのTHFに溶解したα−ヨードDHA EE(0.5g、1.04mmol)に、0℃でN2の下に、MeSNa(80mg、1.14mmol)を添加し、この反応混合物を、ヘプタンで希釈する前に、数分間撹拌させた。有機相を水で洗浄し(2×)、乾燥し(Na2SO4)、減圧下で蒸発させた。ヘプタン/EtOAc(30:1)のフラッシュクロマトグラフィーによって所望の生成物を単離し、淡黄色油状物としてα−チオメチルDHA EEを得た。このα−チオメチルDHA EEを、10mLのEtOHおよび10mLのTHFの中に溶解させた。該溶液を、5mLの水に溶解したLiOH(0.39g、9.2mmol)に添加した。該反応混合物を、水およびヘプタンで希釈する前に、室温で1番撹拌した。該有機画分を1MのLiOH(2×)で抽出し、合体させた水相を5MのHClで酸性化し、ジエチルエーテル(2×)で抽出した。合体させた有機相を塩水、水で洗浄し、乾燥し(Na2SO4)、減圧下で蒸発させて、183mgの表題化合物(47%)淡黄色油状物として得た。
1HNMR(200MHz,CDCl3)δ 0.98(t,J6.6Hz,3H)、1.95−2.65(m,7H)、2.72−3.05(m,10H)、3.12−3.43(m,1H)、5.20−5.70(m,12H)、10.65(br s,1H);
13CNMR(50MHz,CDCl3)δ 14.7、21.0、25.9、26.0、26.2、28.8、125.4、127.4、128.1、128.3、128.4、128.7、128.9、129.0、131.6、132.4、177.0。
・α−チオエチルDHA EE(PRB−7)の調製
100mLのTHF中に溶解されたα−ヨードDHA EE(11g、23mmol)に、0℃でN2の下に、EtSNa(2.1g、25mmol)を添加し、該溶液を0℃で1時間撹拌させた。この溶液を1M HClでクエンチし、ヘプタンで希釈した。有機相を乾燥し(Na2SO4)、水(2×)で洗浄し、減圧下で蒸発させた。ヘプタン/EtOAc(30:1)のフラッシュクロマトグラフィーにより所望の生成物を単離して、7.3gの表題化合物(76%)を淡黄色油状物として得た。
1H−NMR(200MHz,CDCl3)δ 1.1−1.3(m,9H)、2.05(m,2H)、2.3−2.7(m,4H)、2.7−2.9(m,10H)、3.25(m,1H),4.17(q,J7.1Hz,2H)、5.3−5.5(m,12H);
MS(電子スプレー): 439の[M+Na]。
・α,α−ジエチルDHA EE(PRB−8)の調製:
ブチルリチウム(38.6mL、0.62mol、ヘキサン中の1.6M)を、0℃でN2下に、THF(200mL)中のジイソプロピルアミン(9.1mL、0.65mol)の撹拌溶液中に滴下および添加した。得られた溶液を0℃で30分間撹拌し、−78℃に冷却し、乾燥THF(100mL)中のDHA EEの溶液(20.0g、0.56mol)を滴下により添加した。得られた暗緑色の溶液を、EtI(6.8mL、0.84mol)を添加する前に、−78℃で30分間撹拌した。その溶液を−10℃に到達させ、次いで水の中に注ぎ、ヘキサン(2×)で抽出した。合体させた有機相を1MのHClで洗浄し、濾過し、乾燥し(Na2SO4)、減圧下で蒸発させた。
この手順を繰返したが、DHA EEの代わりに、α―エチルDHA EEの粗生成物を使用した。EtI添加後の反応混合物を周囲温度に到達させ、一晩撹拌指せた。生成物を、ヘプタン/EtOAc(99:1、続いて98:2)で溶出させるシリカゲル上での乾燥フラッシュクロマトグラフィーにより精製して、10.0gの表題化合物(43%)を僅かに黄色油状物として得た。
1HNMR(200MHz;CDCl3)δ 0.83(t,J7.4Hz,6H)、0.94(t,J5.8Hz,3H)、1.28(t,J7.1Hz,3H)、1.63(q,J7.4Hz,4H)、2.10(m,2H)、2.34(d,J6.9Hz,2H)、2.8−3.0(m,10H)、4.15(q,J7.5Hz,2H)、5.3−5.6(m,12H);
13CNMR(50MHz;CDCl3)δ 8.9、14.7、21.0、23.1、25.9、26.0、26.2、27.4、31.2、50.1、60.6、125.5、127.4、128.3、128.6、128.9、130.5、132.4、177.1;
MS(電子スプレー); 413.3[M+H]、435.3[M+Na]。
・α−ベンジルDHA EE(PRB−9)の調製:
乾燥THF(20mL)中のジイソプロピルアミン(0.91mL、6.46mmol)の撹拌した溶液に、0℃に保持された不活性雰囲気下で、n−BuLi(ヘキサン中の1.6M、3.86mL、6.18mmol)を滴下により添加した。その混合物を0℃で30分間撹拌して−78℃にし、5分間この温度で撹拌した。乾燥THF(10 mL)中のDHA EE(2.0g、5.62mmol)を滴下により添加し、次いで臭化ベンジル(0.80 mL(6.74 mmol)を添加した。得られた混合物を、−78℃で20分間撹拌した。この得られた溶液を、3時間かけて0℃に到達させ、水(100mL)およびヘプタン(100 mL)の間で分配させた。水層をヘプタン(50 mL)で抽出し、合体させた有機層を1MのHClで洗浄し、乾燥した(Na2SO4)。減圧下で濃縮し、フラッシュクロマトグラフィーにより精製して、1.05gの表題化合物(42%)を無色の油状物として得た。
1HNMR(200MHz,CDCl3):δ 0.99(t,3H)、1.18(t,3H)、2.08−2.16(m,2H)、2.35−2.42(m,2H)、2.74−2.98(m,13H)、4.09(q,4H)、5.38−5.50(m,10H)、7.19−7.36(m,5H);
13CNMR(50MHz,CDCl3):δ 14.61、14.71、20.99、25.98、26.07、30.07、38.32、48.02、60.88、126.75、126.83、127.46、128.31、128.45、128.53、128.58、128.86、128.77、129.01、129.35、130.55、132.46、138.89、175.39;
MS(電子スプレー): 447.3[M+H]、469.3[M+Na]。
・α−エタンスルフィニルDHA EE(PRB−10)の調製
不活性雰囲気下に−20℃に維持された、15mLのCHCl3中のα−チオエチルDHA EE(0.5g、1.3mmol)の溶液に、10mLのCHCl3中のMCPBA(0.22g、1.3mmol)の溶液を添加した。該反応混合物を、この温度で2時間撹拌し、濾過し、NaHCO3の飽和水溶液で洗浄した。水相をCHCl3で2回抽出し、合体させた有機相を水および塩水で洗浄し、Na2SO4で乾乾燥し、濾過し、濃縮した。ヘキサン:EtOAc(8:2)を使用したフラッシュクロマトグラフィーの後に、生成物を残留物質から分離して、0.35gの表題化合物(70%)を得た。
1H−NMR(200MHz,CDCl3):δ 0.99、1.27−1.45(m,6H)、2.09(m,2H)、2.79−2.94(m,14H)、3.55(m,1H)、4.25(q,2H)、5.37−5.59(m,12H)(t,3H);
13C−NMR(50MHz,CDCl3):δ 7.97、14.58、14.68、20.95、23.68、25.17、25.93、26.04、44.20、45.15、62.30、64.08、123.91、124.47、127.41、127.86、128.26、128.40、128.44、128.72、128.72、128.96、129.12、132.42、132.47、174.55;
MS(電子スプレー): 455.3[M+Na]。
・α−チオフェニル−DHA エチルエステル(PRB−11)
Figure 2008540393
アセトン20mL中のα−ヨード−DHAエチルエステル(PRB−15)(3.40g、7.05mmol)の溶液に、アセトン110mL中のナトリウムフェニルスルフィドの溶液(1.039g、7.86mmol)を滴下により添加した。得られた混合物を周囲温度で1.5時間撹拌し、減圧下で蒸発させ、ヘプタン/EtOAc(200:1〜95:5)で溶出させるシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィーにかけて、黄色液体として2.35gの生成物(72%)を得た。
1HNMR(200MHz,CDCl3)δ 0.97(t,J=7.5Hz,3H)、1.18(t,J=7.1Hz,3H)、2.09(quint,J=7.1Hz,2H)、2.54−2.66(m,2H)、2.83−2.86(m,10H)、3.67(dd、J=6.8Hz、J=8.3Hz、1H)、4.12(q,J=7.1Hz,2H)、5.24−5.49(m,12H)、7.28−7.33(m,3H)、7.46−7.50(m,2H)
13CNMR(50MHz,CDCl3)δ 14.0、14.2、20.5、25.5、25.6、25.7、29.4、50.6、61.1、125.1、127.0、127.7、127.9、128.0、128.3、128.42、128.45、128.9、131.2、132.0、133.0、133.2、174.1(隠された5つの信号)
MS(電子スプレー); 465[M+H]+、487[M+Na]+
30402Sについて計算されたHRMS(EI): 464.2749、
実測値: 464.2741
・α−ヒドロキシ−DHAエチルエステル(PRB−12)の調製
Figure 2008540393
乾燥THF(40 mL)中のジイソプロピルアミンの溶液(19.76mL、140mmol)の溶液に、−78℃においてN2雰囲気下に、ヘキサン中の1.6MのBuLi(87.5mL、140mmol)を滴下により添加した。得られた混合物を、THF(80mL)中のDHAエチルエステルの溶液(24.99g、70.1mmol)を滴下して加える前に−78℃で15分間撹拌した。得られた暗緑色の反応混合物を、トリエチルホスファイト(12.2mL、70.1mmol)を滴下して加える前に−78℃で1時間撹拌し、次いで、反応混合物を通してO2を一晩バブリングさせる一方、反応混合物を−78℃で5時間維持し、次いで徐々に室温にまで加温した。NaHCO3の飽和水溶液(100mL)を添加し、該混合物をジエチルエーテル(200のmL×2)で抽出した。有機相を乾燥し(Na2SO4)、濾過し、減圧下で蒸発させた、またヘプタン/EtOAc(99:1)で溶出させるシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィーにかけて、4.52gの生成物(17%)を黄色液体として得た。
1HNMR(200MHz,CDCl3)δ 0.92(t,J=7.5Hz,3H)、1.24(t,J=7.1Hz,3H)、2.02(quint,J=7.1Hz,2H)、2.44−2.54(m,2H)、2.74−2.87(m,10H)、4.13−4.24(m,3H)、5.25−5.94(m,12H);
13CNMR(50MHz,CDCl3)δ 14.0、14.1、20.4、25.4、25.5、25.6、32.0、61.5、69.9、123.3、126.9、127.7、127.9、128.08、128.1、128.2、128.4、131.3、131.8、174.4(隠された4つの信号)
MS(電子スプレー); 395[M+Na]+
24363Naについて計算されたHRMS(ES): 395.2556
実測値: 395.2543
・α−メチル−DHAアミド(PRB−13)の調製
Figure 2008540393
トルエン90mL中のα−メチル−DHA(PRB−1 FA)(3.13g、9.1 mmol)および塩化オキサリル(8.0mL、94.5mmol)の溶液に、DMF0.1mLを加え、得られた混合物を、N2雰囲気下に周囲温度で15.5時間撹拌した。次いで、この混合物を減圧下で蒸発させ、残渣をHF(100mL)中に溶解し、0℃に冷却し、NH3水溶液(20mL)を滴下して加えるた。氷浴を取外して該混合物を周囲温度で4時間撹拌し、水(50mL)を添加し、水相をジエチルエーテル(2×100mL)で抽出した。有機相を飽和NH4Cl水溶液50mLで洗浄し、濾過し、乾燥し(Na2SO4)、減圧下で蒸発させ、MeOH中のCH2Cl2/2M・NH3(97.5:2.5)で溶出させるシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィーにかけて、2.51gの生成物(80%)を黄色液体として得た。
1HNMR(200MHz,CDCl3)δ 0.91(t,J=7.5Hz,3H)、1.10(d,J=9.8Hz,3H)、1.94−2.11(m,3H)、2.19−2.35(m,2H)、2.76−2.77(m,10H)、5.18−5.45(m,12H)、6.03(s,1H)、6.72(s,1H);
13CNMR(50MHz,CDCl3)δ 14.6、17.6、20.8、25.8、25.9、32.0、41.0、127.3、128.1、128.4、128.6、128.8、130.1、132.2、179.6(隠された8つの信号);
MS(電子スプレー); 342[M+H]+、364[M+Na]+
2335NOについて計算されたHRMS(EI): 341.2719、
実測値: 341.2707
・α−メトキシ−DHA エチルエステル(PRB−14)の調製
Figure 2008540393
THF(5mL)中の60%NaH(61.1mg、1.53mmol)の懸濁液に、−78℃でN2下に、THF(5mL)中のα−ヒドロキシ−DHAエチルエステル(PRB−12)(373mg、1.00mmol)の溶液を滴下して加え、ヨウ化メチル(0.13mL、2.09mmol)を滴下して加える前に、得られた混合物を−78℃で20分巻撹拌した。この反応混合物を5時間かけて徐々に室温にまで加温した。飽和NH4Cl水溶液(15mL)を添加し、該混合物をジエチルエーテル(25mL×2)で抽出し、有機相を塩水25mLで洗浄し、濾過し、乾燥し(Na2SO4)、減圧下で蒸発させ、ヘプタン/EtOAc(99:1〜4:1)で溶出させるシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィーにかけて、136mgの生成物(35%)を黄色液体として得た。
1H NMR(200MHz,CDCl3)δ 0.92(t,J=7.5Hz,3H)、1.24(t,J=7.1Hz,3H)、2.03(quint,J=7.3Hz,2H)、2.48(t,J=5.7Hz,2H)、2.73−2.82(m,10H)、3.34(s,3H)、3.74(t,J=6.2Hz,1H)、4.17(q,J=7.1Hz、2H)、5.24−5.43(m,12H);
13CNMR(50MHz,CDCl3)δ 14.1、20.4、25.4、25.5、25.7、30.6、57.9、60.9、80.8、123.7、126.9、127.71、127.73、127.92、127.94、128.07、128.1、128.2、128.4、130.7、131.8、171.9(隠された3つの信号);
MS(電子スプレー); 409[M+Na]+
25383Naについて計算されたHRMS(ES):409.2713、
実測値:409.2711。
・α−ヨードDHA EE(PRB−15)の調製
ジイソプロピルアミン(20mL、140mmol)を150mLのTHF中に溶解し、−20℃でN2下に、該混合物にn−BuLi(88mL、140mmol、1.6M)を滴下により添加し、その後、該溶液を−78℃に冷却した。該溶液に250mLのTHF中のDHA EE(50g、140mmol)を滴下により加え、この反応混合物をRTで30分間撹拌した。得られた混合物を、−78℃でN2下に、400mLのTHF中のI2の溶液(42.8g、169mmol)に滴下して加えた。反応を1M・HClで停止し、ヘプタンで希釈した。有機相を10%Na223(2×)で洗浄し、乾燥し(Na2SO4)、濾過し、減圧下で蒸発させた。ヘプタン/EtOAc(100:1)のフラッシュクロマトグラフィーにより所望の生成物を単離し、11.0gの表題化合物(16%)を淡黄色油状物として得た。
MS(電子スプレー):505[M+Na]。
・α−ヨード−DHAエチルエステル(PRB−15)の調製
Figure 2008540393
乾燥THF(150mL)中のジイソプロピルアミンの溶液(42mL、298mmol)に、−78℃でN2の下に、ヘキサン中の1.6M・BuLi(158mL、253mmol)を滴下して加えた。反応混合物を−78℃で35分間撹拌した後、THF(300mL)中のDHAエチルエステル(75.05g、210mmol)の溶液を滴下して加えた。得られた暗緑色の反応混合物を、−78℃で30分間撹拌した後、THF200mL中のI2の溶液(91.06g、359mmol)を滴下して加えた。該反応混合物を−78℃で20分間撹拌した後、水200mLで反応を停止し、ヘプタン300mLで抽出した。有機相を1MのHCl(150mL)および水(200mL)で洗浄し、濾過し、乾燥し(Na2SO4)、減圧下で蒸発させた。得られた粗生成物を、ヘプタン/EtOAc(100:1)で溶出させるシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィーにかけて、26.14gの生成物(26%)を黄色液体として得た。
1HNMR(200MHz,CDCl3)δ 0.94(t,J=7.5Hz,3H)、1.24(t,J=7.1Hz,3H)、2.04(quint,J=7.1Hz,2H)、2.69−2.84(m,12H)、4.17(q,J=7.1Hz,2H)、4.22(t,J=7.9Hz,1H)、5.24−5.49(m,12H);
13CNMR(50MHz,CDCl3)δ 13.7、14.2、25.5、26.0(2つの信号)、25.8、34.0、61.7、126.1、127.0、127.4、127.8、127.9、128.0、128.2、128.5、128.5、131.6、131.9、170.9(隠された4つの信号);
MS(電子スプレー); 505[M+Na]+
・α−アミノ−DHAエチルエステル(PRB−17)の調製
Figure 2008540393
EtOH(5mL)の中のα−フタルイミド−DHAエチルエステル(313.5mg、0.62mmol)の溶液に、ヒドラジン水和物(46μL、0.95mmol)を加え、得られた混合物をN2下で15.5時間還流させ、続いて減圧下で蒸発させ、CH2Cl2:メタノール中の7M・NH3(99:1〜95:1)で溶出させるシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィーにかけて、黄色液体として149mgの生成物を得た(64%)。
1HNMR(200MHz,CDCl3)δ 0.91(t,J=7.5Hz,3H)、1.22(t,J=7.1Hz,3H)、1.72(bs,2H)、2.02(quint.,J=7.2Hz,2H)、2.39−2.46(m,2H)、2.73−2.82(m,10H)、3.47(bs,1H)、4.13(q,2H)、5.23−5.56(m,12H);
13CNMR(50MHz,CDCl3)δ 14.1、20.4、25.4、25.5、25.6、54.1、60.8、124.4、126.9、127.7(2つの信号)、127.9、128.2、128.3、128.4、131.4、131.9、189.3(隠された6つの信号);
MS(電子スプレー); 372[M+H]+
・(S)−(+)−α−エチルDHA EE(PRB−20)の調製:
中間体PRB−18の合成:
Figure 2008540393
DHA(3.00g,18.3mmol)を、不活性雰囲気下で0℃に維持された乾燥CH2Cl2(120mL)中に溶解し、DMAP(2.45g、20.1 mmol)およびDCC(3.96g、19.2mmol)を添加した。該混合物を0℃で20分間撹拌し、(4R,5S)−(+)−4−メチル−5−フェニル−2−オキサゾリジノン(3.24g、18.3mmol)を添加し、周囲温度で20時間撹拌した。濾過およびフラッシュクロマトグラフィー(ヘプタン:EtOAc=6:1)による精製によって、3.00gの中間体PRB−18(34%)が無色の油状物として得られた。
1HNMR(200MHz,CDCl3):δ 0.93−1.05(t+d,6H)、2.11(m,2H)、2.51(m,2H)、2.80−3.00(m,10H)、3.05(m,2H)、4.77(m,1H)、5.34−5.68(m,12H)、5.70(d,1H)、7.28−7.32(m,2H)、7.37−7.47(m,3H)。
中間体PRB−19の合成:
Figure 2008540393
乾燥THF(10mL)中のPRB−18(1.80g、3.70mmol)を、不活性雰囲気下で−78℃に保持された乾燥THF(15mL)中のLiHMDS(THF中の1M、4.00mL、4、00mmol)の溶液に滴下して加えた。該混合物を−78℃で30分間撹拌し、EtI(0.89mL、11.1mmol)を加え、1時間かけて徐々に0℃にした。その後、該混合物を0℃で18時間撹拌し、飽和NH4Cl(50mL)とジエチルエーテル(50mL)の間で分配させた。水層をジエチルエーテル(50mL)で抽出し、合体した有機層を0.1MのHCl(50mL)および塩水(50mL)で洗浄した。乾燥(Na2SO4)およびフラッシュクロマトグラフィー(ヘプタン:EtOAc=95:5)による精製によって、0.52gの中間体PRB−19を無色油状物として得た(27%)。
1HNMR(200MHz,CDCl3):δ 0.88−1.01(m,9H)、1.64−1.78(m,2H)、2.08(m,2H)、2.31(m,1H)、2.48(m,1H)、2.87(m,10H)、3.87(m,1H)、4.75(m,1H)、5.32(m,12H)、5.63(d,J7.1Hz,1H)、7.32(m,2H)、7.42(m,3H);
13CNMR(50MHz,CDCl3):δ 7.26、11.75、14.67、14.98、20.95、25.57、25.93、26.04、29.93、44.59、55.31、79.10、125.21、126.01、127.17、127.42、128.27、128.50、128.55、128.67、128.95、129.09、130.35、132.42、133.80、153.18、176.25;
MS(電子スプレー): 538.2[M+Na]
Figure 2008540393
PRB−19(0.25g、0.485 mmol)を、abs・EtOH(5 mL)中に溶解して、不活性雰囲気下で0℃にした。NaOEt(EtOH中の1M、0.54mL、0.54mmol)を添加し、該混合物を0℃で30分間撹拌し、水とヘプタンの間で分配させた。水層をヘプタンで抽出し、合体させた有機層を0.1MのHClで洗浄し、乾燥させた。フラッシュクロマトグラフィーによる精製によて、無色の油として0.025gの表題化合物PRB−20(13%)を得た。
1HNMR(200MHz,CDCl3)δ 0.8−1.0(m,6H)、1.2−1.4(m,4H)、1.5−1.7(m,2H)、2.12(m,2H)、2.3−2.5(m,2H)、2.8−3.0(m,10H)、4.18(t,2H)、5.3−5.6(m,12H);
MS(電子スプレー); 407[M+Na];
[α]D:+1.7o(c=1.5、エタノール)。
・(R)−(−)−α−エチルDHA EE(PRB−23)の調製:
中間体PRB−21の合成:
Figure 2008540393
DHA(1.00g、3.05mmol)を、不活発雰囲気下で0℃に維持された乾燥CH2Cl2(20mL)の中に溶解し、DMAP(0.41g、3.35mmol)およびDCC(0.66g、3.20mmol)を添加した。この混合物を0℃で20分間撹拌し、(4S,5R)−(−)−4−メチル−5−フェニル−2−オキサゾリジノンを添加し、周囲温度で20時間撹拌した。濾過およびフラッシュクロマトグラフィー(ヘプタン:EtOAc=6:1)による精製によって、無色の油として1.08gの中間体PRB−21(73%)を得た。
1HNMR(200MHz,CDCl3):δ 0.93−1.05(t+d,6H)、2.11(m,2H)、2.51(m,2H)、2.80−3.00(m,10H)、3.05(m,2H)、4.77(m,1H)、5.34−5.68(m,12H)、5.70(d,1H)、7.28.7.32(m,2H)、7.37−7.47(m,3H)。
中間体PRB−22の合成:
Figure 2008540393
乾燥THF(15 mL)中のPRB−21(3.25g、6.67mmol)を、不活性雰囲気下で−78℃に維持された乾燥THF(35mL)中のLiHMDS(THF中の1M、7.34mL、7.34mmol)の溶液に滴下して加えた。この混合物を−78℃で30分間撹拌し、EtI(1.6mL、20.0mmol)を添加し、1時間かけて徐々に0℃にした。次いで、その混合物を0℃で18時間撹拌し、飽和NH4Cl(50mL)とジエチルエーテル(50mL)の間で分配させた。水層をジエチルエーテル(50mL)で抽出し、合体させた有機層を0.1MのHCl(50mL)および塩水(50mL)で洗浄した。乾燥(Na2SO4)およびフラッシュクロマトグラフィー(ヘプタン:EtOAc=95:5)による精製により、無色の油として1.50gの中間体PRB−22(44%)を得た。
1HNMR(200MHzおよびCDCl3):δ 0.88−1.01(m,9H)、1.64−1.78(m,2H)、2.08(m,2H)、2.31(m,1H)、2.48(m,1H)、2.87(m,10H)、3.87(m,1H)、4.75(m,1H)、5.32(m,12H)、5.63(d,J7.1Hz,1H)、7.32(m,2H)、7.42(m,3H);
13CNMR(50MHz,CDCl3):δ 7.26、11.75、14.67、14.98、20.95、25.57、25.93、26.04、29.93、44.59、55.31、79.10、125.21、126.01、127.17、127.42、128.27、128.50、128.55、128.67、128.95、129.09、130.35、132.42、133.80、153.18、176.25;
MS(電子スプレー): 538.2[M+Na]
Figure 2008540393
PRB−22(0.25g、0.485 mmol)をabs EtOH(5 mL)の中に溶解し、不活性雰囲気下で0℃にした。NaOEt(EtOH中の1M、0.54mL、0.54mmol)を添加し、該混合物を0℃で30分間撹拌し、水とヘプタンの間で分配させた。水層をヘプタンで抽出し、合体させた有機層を0.1MのHClで洗浄し、乾燥させた。フラッシュクロマトグラフィーによる精製により、無色の油状物として0.025gの表題化合物PRB−23(13%)を得た。
1HNMR(200MHz,CDCl3)δ 0.8−1.0(m,6H)、1.2−1.4(m,4H)、1.5−1.7(m,2H)、2.12(m,2H)、2.3−2.5(m,2H)、2.8−3.0(m,10H)、4.18(t,2H)、5.3−5.6(m,12H);
MS(電子スプレー); 407[M+Na];
[α]D−1.3o(c=1.00、エタノール)。
・α−フタルイミド−DHA エチルエステル(PRB−24)の調製
Figure 2008540393
THF(10 mL)中のα−ヒドロキシ−DHAエチルエステル(PRB−12)(373.5mg、1.00mmol)、フタルイミド(178mg、1.21mmol)およびトリフェニルホスフィン(313.9mg、1.20mmol)の混合物を、N2下で0℃に冷却した後、アゾジカルボン酸ジイソプロピル(0.24mL、1.24mmol)を滴下して加えた。氷浴を除去し、反応混合物を周囲温度で18時間撹拌し、減圧下で蒸発させ、ヘプタン/EtOAc(99:1−95:1)で溶出させるシリカゲル上のフラッシュクロマトグラフィーにかけて、323mgの生成物(64%)を黄色液体として得た。
1HNMR(200MHz,CDCl3)δ 0.95(t,J=7.5Hz,3H)、1.22(t,J=7.1Hz,3H)、2.05(m,2H)、2.72−2.84(m,11H)、3.02−3.22(1H)、4.20(q,J=7.1Hz,2H)、4.87(dd,J=11Hz,J=4.9Hz,1H)、5.17−5.40(m,12H)、7.68−7.75(m,2H)、7.79−7.85(m,2H);
13CNMR(50MHz,CDCl3)δ 14.0、14.1、20.4、25.4、25.4、25.5、27.0、51.8、61.7、123.8、124.3、126.9、127.5、127.7、127.9、127.9、128.1、128.1、128.3、128.4、131.6、131.8、131.8、134.0、167.3、168.7(隠された2つの信号);
MS(電子スプレー); 502[M+H]+、524[M+Na]+
.α−エチルアミノ−DHAエチルエステル(PRB−25)およびα−ジエチルアミノ−DHAエチルエステル(PRB−26)の調製
Figure 2008540393
α−アミノ−DHAエチルエステル(PRB−17)(746.5mg、2.01mmol)、LiOH・H2O(171.6mg、4.09mmol)およびDMF(4mL)中の分子篩4A(599mg)の混合物に、臭化エチル(3.0mL、40.2 mmol)を添加し、得られた混合物を周囲温度で71時間撹拌した。この混合物をジエチルエーテル(100mL)で希釈し、濾過した。有機相を1MのNaOH(20mL)および塩水(20mL)で洗浄し、濾過し、乾燥し(Na2SO4)、減圧下で蒸発させ、ヘプタン:EtOAc(95:5)−CH2Cl2:MeOH中の2M・NH3(99:1)で溶出させるシリカゲル上でのフラッシュクロマトグラフィーにかけて、黄色液体として458mg(53%)のPRB−26、および黄色液体として152mg(19%)のPRB−25を得た。
1HNMR(200MHz,CDCl3)δ 0.89(t,J=7.5Hz,3H)、1.03(t,3H)、1.24(t、J=7.1Hz、6H)、2.05(quint、J=7.1Hz,2H)、2.52(m,4H)、2.76−2.85(m,12H)、3.35(t,1H)、4.13(q,J=7.1Hz,2H)、5.28−5.44(m,12H)
13CNMR(75MHz,CDCl3)δ 14.1、14.3、14.4、20.5、22.6、25.5、25.6、25、7、31.9、44.4、60.1、62、9、127.0、127.8、128.05、128.13、128.17、128.22、128.5、132.0、173.3(隠された5つの信号)
<実施例>
代謝性症候群および2型糖尿病に対する影響を実証するために、本発明において使用されたモデルおよび方法の概観が図2に示されている。実験の5つのブロックが、インスリン抵抗性を低減するため、および/または代謝性症候群を緩和するためのDHA誘導体の効果を解明するために行なわれた。本発明は、示された実施形態および実施例に制限されるべきではない。
実施例1:肝細胞における細胞内遊離脂肪酸(非エステル化脂肪酸)の分析(図2におけるブロック1)
背景:
最初のブロックの実験(図21参照)では、PRB−1、2、5、7および8を供給された動物の肝臓組織を、非エステル化遊離脂肪酸に関して分析した。この動物は、第5のブロックの実験(代謝性症候群の動物モデルにおけるDHA誘導体の薬力学的効果)から補充された。動物はDHA(食事の脂肪含有量の15%)またはDHA誘導体(食事中の脂肪含有量の1.5%)を8週間与えられており、細胞内DHAおよびDHA誘導体のレベルが安定した定常状態にあると仮定された。代謝速度は肝臓において非常に迅速であるとの事実により、肝臓組織が選択された。
方法:
肝臓試料を冷PBS緩衝液中でホモジナイズし、0.2mMブチルヒドロキシトルエン(BHT)を含んたクロロホルム:メタノール(2:1)で直ちに抽出し、内部標準としてcis−10−ヘプタデセン酸を使用した。有機相を窒素下で乾燥し、RP−HPLC MS/MSでの分析用として、0.1%の酢酸および10μM BHTと共にアセトニトリルの中に再溶解させた。蛋白質含有量の合計を、ホモジナイゼーション後にBio−rad法を使用して測定した。
DHAおよびそのPRB誘導体を22分以内に逆相カラム(Supelco・Ascentis・C18カラム、25cm×4.6mm、i.d.5μm)で分離するために、アジレント(Agilent)1100システムを使用した。流動相は、0.1%の酢酸を含む同一勾配のアセトニトリル−H2O(87+13、v/v)であった。カラム・オーブン温度は35℃に設定した。カラム溶出物は、トリプルタンデム四重極質量/質量(ABI Qtrap−4000)による多重反応モニタリングモードを適用して、陰電子スプレーイオン化において同定および定量した。親娘イオン対は、ユニット分解能下において、それぞれ327.3/327.3(DHA)、341.3/341.3(PRB−1)、355.3/355.3(PRB−2およびPRB−5)、387.3/387.3(PRB−7)および267.2/267.2(I.S.FA 17:1)であった。信号収集停止時間は、200ミリ秒にセットされたFA17:1を除き、全て100ミリ秒であった。異性体PRB化合物の正確な実証は、保持時間と、特有の質量/電荷比率の組合せによって行った。内部標準検量後の定量化のために、二次回帰標準曲線を使用した。
結果:
異なるDHA誘導体の濃度およびDHAの濃度は、肝細胞の合計タンパク質1g当たりのμgで与えられた。図3は、高脂肪食における全脂肪含有量の1.5%濃度でPRB−1、2、5および7を与えた動物からの、異なるPRB濃度を描いている。
RBの中で最も高い細胞内濃度が、PRB−2について得られた。更に、PRB−2と同じ程度ではないが、PRB−5は細胞内で濃縮された。この発見は予期しなかったものである。
図4は、異なるPRBを与えた動物からの肝臓組織における、DHAの細胞内濃度を描いている。他の3つのDHA誘導体と比較して、PRB−7を与えられた動物では、DHAが顕著に高いレベルに達した。PRB−2を与えた動物は、最低のDHA濃度を有していた。PRB−7は、DHAにある程度変換されるように見える。
PRB−2は最も高い細胞内の濃度に達した。これは、PRB−2が核受容体に対するリガンドとしてより多く利用可能であることを意味し、そのパターンは、血糖および血液脂質の取り扱いにおいて治療効果に翻訳することができるであろう
実施例2:コンピューターに基づく親和性試験(図2におけるブロック2)
背景:
グルコースおよび脂肪の遺伝子的制御に関与するPPARおよび他の適切な受容体について、核受容体は既に配列決定されており、またアミノ酸配列も知られている。PPAR受容体のX線結晶学およびNMR分光学が利用可能であり、また受容体にリガンド結合する脂肪酸のコンピューター化された親和性試験が、結合の動力学を評価するために使用することができる。結合のモードまたは姿勢とも屡々称される結合幾何学は、受容体に対するリガンドの位置、並びにリガンドおよび受容体のコンホメーション状態の両方を含んでいる。従って、効果的な配位子ドッキングを分析することができる。
受容体に対する配位子の親和性は、2つの異なるパラメーターによって定義される:即ち、受容体の結合部位へのリガンド(DHA誘導体)のドッキング、および受容体の一定のアミノ酸と脂肪酸頭部のカルボキシル基または側鎖との間の静電気的結合である(Krumrine)。
以前に知られているように、PPARγ受容体と比較してPPARα受容体はより乱雑であり、これはPPARαが、PPARγと比較して更に多くの脂肪酸を配位子として許容するであろうことを意味している。しかし、代謝性症候群または2型糖尿病の患者は通常肥満または過体重であり、また病的な血液脂質(主に高いトリグリセリドおよび低い高密度コレステロール(HDL−choL))を有しているので、PPARα受容体の活性化が重要である。代謝性症候群または2型糖尿病の治療のための理想的な薬剤は、これら両方の受容体に対するリガンドとして、好ましくはPPARγ受容体に対する最も高い親和性をもったリガンドとして作用すべきである。
方法:
異なるDHA誘導体のランキングを、それらの結合親和性に従って計算し、最低結合親和性(LBA)および平均結合親和性(ABE)として与えた。
合計15のDHA誘導体(PRB−1〜PRB−15)を、コンピューター化されたドッキング法で試験した。PRB−1、PRB−2、PRB−7、PRB−9、PRB−10、PRB−11、PRB−12、PRB−13、PRB−14およびPRB−15のような誘導体のうちの幾つかは、r型エナンチオマーおよびs型エナンチオマーとして提示され、この場合はそれらの両方を試験した。PPARγのリガンドであるロシグリタゾンおよびピオグリタゾンも、比較のために、r型およびs型の両方の形態で試験した。これらの化合物は、糖尿病治療用のための登録された公認の医薬である。
結果
結果は表1に示されており、パラメータとして、試験された化合物の単一コンホメーションの最低結合エネルギー(LBE)、正しく取られたコンホメーションの平均結合エネルギー(ABE)、およびICM保存された20の最低エネルギーコンホメーションのうちで正しく取られたコンホメーションの比率(fbound)を提示している。RXRαに対する親和性を同じ設定で試験した。RXRα受容体は、PPAR受容体と相互作用して、脂肪酸にリガンド結合することによりヘテロ二量体を形成する。
図5は、血糖の取り扱いに関与するタンパク質の転写に主に関与する、PPARγ受容体についての結合親和性を描いている。明かに、PRB−2は、r型およびs型立体異性体の両方の形態において、PPARγ受容体に対する良好な親和性を有している。PRB−5は多少スコアが悪いのに対して、PRB−8は最も高いABEスコアを有していた。これらの発見は信用が高く、血糖の取り扱いの原因であるそれぞれのPPARγに活性化された遺伝子のより有効な転写へと翻訳することができるであろう。
図6は、脂肪、血液脂質、脂肪組織生物学、および体重制御の主な原因である核受容体PPARαに対する結合親和性を描いている。幾つかのDHA誘導体は高い結合親和力を有していたが、PRB−8は最も高いスコアを有していた。これもまた、高度の信頼性を有するものである。
図7は、核受容体RXRαへの結合親和性を描いている。RXRα受容体に結合することの生理学的結果は確実には樹立されていない。RXRがPPAR受容体に結合することによってヘテロ二量体を形成し、その後、定義された遺伝子の転写を開始させることが知られている。
Figure 2008540393
ND=記録せず、c=全シス型の二重結合、r=R型エナンチオマー、
s=S型エナンチオマー、ROSI=ロシグリタゾン、
PIO=ピオグリタゾン
幾つかのPRBは、母親化合物であるDHA、並びにPPARγリガンドであるロシグリタゾンおよびピオグリタゾンと比較した場合でも、r型およびs型の両方において、PPARαおよびPPARγ受容体についての高いLBEスコアおよびABEスコアを有している。これは興味ある所見であり、幾つかのPRBは、確立した高糖尿病薬であるロシグリタゾンおよびピオグリタゾンに対する有望な競合医薬であり得ることを示している。
同じ脂肪酸のα位におけるエチル誘導体は、r型およびs型の両者とも親和性を改善しなかった。このことは、特にPPARγ受容体について真実であった。先に言及したように、PPARα受容体はより乱雑であり、長い一連の脂肪酸を結合する。
結論として、試験したDHA誘導体の多くは、PPARα受容体およびPPARγ受容体に対して興味深い親和性を示し、ロシグリタゾンおよびピオグリタゾンよりも良好な親和性で結合することが立証された。
実施例3
形質移入された細胞における親和性試験(図21におけるブロック3)
背景:
ルシフェラーゼの放出が遺伝子の転写に関連づけられる。PPARγのような核受容体へのリガンドの結合は、それぞれの遺伝子の転写を誘導し、それによってルシフェラーゼを放出する。従って、この技術は、原因遺伝子の活性化と同様に、受容体へのリガンド親和性の尺度を提供する。
方法:
Grahamおよびvan・der・Eb(Graham)により記載されたようにして、6ウエルのプレート中において、COS−1細胞の一時的なトランスフェクションを行なった。全長PPARのトランスフェクション研究のために、各ウエルには、5μgリポーター構築物、内部対照としての2.5μgのpSV−β−ガラクトシダーゼ、0.4μgのpSG5−PPARγ2を収容した。細胞を72時間後に回収し、プロトコル(Promega)に従ってルシフェラーゼ活性を測定した。このルシフェラーゼ活性は、β−ガラクトシダーゼ活性に対して正規化された。トランスフェクション効率の対照として、16μLのリポフェクタミンPlus試薬、4μLのリポフェクタミン(Life Technologies Inc.)、0.2μgのpSG5−PPARγ、および100ナノグラムのpTK・Renillaルシフェラーゼを使用して、D11の分化において脂肪細胞をトランスフェクトした。トランスフェクション後に3時間、細胞を血清含有培地中で培養し、適切な薬剤を含有する同じ培地中で48時間インキュベートした。製造業者(2重ルシフェラーゼ分析、Promega)が推奨するようにしてルシフェラーゼ活性を測定した。全てのトランスフェクションを3回繰り返して行った。
脂肪酸(BRLまたはDHA)およびPRB(保存溶液)を、0.1Mの終末濃度でDMSO中に溶解させた。次いで、脂肪をDMSO中に10mMに溶解し、アルゴンでフラッシュした1.5mLのチューブ(ホモポリマー、プラスチックチューブ)の中に収容し、−20℃で保存した。10μMのPRB、または脂肪酸およびDMSO(対照)を、トランスフェクションの5h後に培地に添加した。トランスフェクトされた細胞は、リポーター溶解緩衝液による溶解の前に24間維持された。PPARのLBDに対するPRBまたは脂肪酸の結合は、UASに対するGAL4の結合を活性化し、これがtkプロモータを刺激してルシフェラーゼの発現を駆動する。照度計(TD20/20照度計;ターナー・デザインズ、Sunnycvale、CA)を使用してルシフェラーゼ活性を測定し、これを蛋白質含有量に対して正規化した。
結果:
図8は、異なるPRBで処理されたトランスフェクト細胞からの、ルシフェラーゼの放出を描いている。この結果は、PRB−3、5、9、10、11、12および16と比較して、PRB−1、2、6、7および14が著しく高いルシフェラーゼの放出を有することを示している。
実施例4
代謝性症候群をもつ脂肪を蓄積し易い動物における親和性試験(図2におけるブロック4)
背景:
C57BL/6J株の脂肪を蓄積し易いマウスを使用した代謝性症候群動物モデルを用い、これら動物から採取した脂肪細胞からのルシフェラーゼの放出を測定することによって、97%のDHAおよび抗糖尿病用薬化合物のロシグリタゾンと比較したときの、PRB−2、5および8のPPARγに対する親和性を試験した。動物(各群においてn=8)は、8週間の間、高脂肪食(総エネルギーの60%を構成する脂肪、ブロック5で使用したのと同じ食餌)を与えられた。その後、それらは、更に2週間の間、食餌の脂肪含量の1.5%に相当する投与量でPRBを与えられた。ロシグリタゾン群は、100mg/KG食餌の量を与えられた。対照群では、高脂肪食または標準固形資料のみを継続した。図8はこの研究設計を示している。
方法:
屠殺した後、脂肪組織(副睾丸および皮下)を他の構造物から取外し、これをミリメートルサイズの小片にカットした。脂肪組織を0.9%のNaCl中で濯ぎ、震盪する水浴中において37℃で1.5時間の間、Hepes、脂肪酸を含まないウシ血清アルブミン、200nMのアデノシン、2nMのグルコース、および260U/mLのコラゲナーゼを含む5mLのクレブス・リンゲル液中で消化させた。コラーゲナーゼ消化の後、濾過によって脂肪細胞を組織破片から分離した。その後、細胞を、Hepes、脂肪酸を含まないウシ血清アルブミン、200nMのアデノシン、2nMのグルコースを含むクレブスリンゲル液中で洗浄し、電気穿孔まで、37℃の水浴中において最大30分間震盪を維持した。
特定のPPARγ反応要素(PPRE)の活性を測定するために、分離された一次脂肪細胞を電気穿孔によってトランスフェクトさせた。この場合、我々は、アシルCoAオキシダーゼ遺伝子からのPPREの制御下で、ほたるルシフェラーゼcDNAをコードするプラスミドを組込んだ。この細胞には、構成的に活性なプロモータに制御されるRenillaルシフェラーゼcDNAを含むプラスミドも同時にトランスフェクトした。PPREで誘導可能なほたるルシフェラーゼの活性を、Renillaルシフェラーゼに従って正規化して、トランスフェクトされた細胞量の可能な差異を補正した。ルシフェラーゼ信号を測定するために、我々はデュアル−ルシフェラーゼ(登録商標)レポータアッセイシステム(Promega, USA)を使用した。
プールされた副睾丸脂肪組織は、反復実験を実行するための脂肪細胞を分離するのに十分であった。各群は別々の2日で屠殺され、各食餌群について4つの独立したトランスフェクションを得た。
結果:
HF食餌(33.7%w/wの脂肪)を給餌した最初の8週の間に、標準食餌(4.5%w/w)を与えた対照マウスに比較して徐々に体重が増加した。実験食を給餌する最後の2週の間に、高脂肪食餌動物、およびロシグリタゾンと組合せて高脂肪食餌を与えた動物は、以前とほぼ同じ割合で体重を増加し続けた。PRB−8およびPRB−5に富むHF食餌の場合には体重増加が縮小された。しかし、PRB−2およびDHA(5%w/w)の場合には、この食餌が完全に体重増加を止めて、更に体重の減少を導いた(図10)。時々、食物の消費を記録した(4×)。HF群と介入群との間に差はなかった。
ロシグリタゾンと組み合わせた高脂肪の場合、PPARγの内因性の活性は、他の全ての食餌群よりも2倍高かった(図11)。更に、これらの脂肪細胞は、HF食餌自身(1.5階刺激)に比較して、5μMのロシグリタゾン(5,12倍刺激)での追加のインビトロ刺激に対して更に感受性になった。このロシグリタゾンの増感効果も、PRB−2食餌群およびPRB−5食餌群において記録された(2,6倍の刺激)。
この研究からのデータは、明かに、核PPAR受容体に対する活性を実証しており、特に体重に対して効果を有しており、これはPRB−2投与群について最も顕著である。PRB−5およびPRB−8を与えられた動物でさえ、高脂肪食餌群が示したような体重増加を示さなかった。興味深いことに、ロシグリタゾンを与えられた動物は、高脂肪食餌のみを与えられた動物と同程度に体重が増加した。これは、ロシグリタゾンのようなPPARγリガンドのみを与えることの負の効果を実証しており、インスリン抵抗性が減少したとしても体重増加のリスクを伴うことが明かである。しかし、この実験でルシフェラーゼ活性として測定されたPPARγの活性化については、ロシグリタゾンはPRBの何れと比較しても高いスコアを示している。PRB群のうちで、PRB−2およびPRB−5は、PRB−8およびDHAとの比較においてのみ、より高いスコアを有していた(図12)。
実施例5
代謝性症候群動物モデルにおけるDHA誘導体の薬力学的効果(図2におけるブロック5)
背景:
C57BL/6J株の脂肪を蓄積し易いマウスを使用した代謝性症候群動物モデルを用いて、代謝性症候群に共通の、典型的な実験室的な病理学的および解剖学的特徴に対する影響を記録した。約60%の脂肪を含有する高脂肪食を与えられたとき、動物は肥満し、高インスリン血漿レベル、病理学的グルコース寛容性基準、高い血清トリグリセリドおよび非エステル化脂肪酸、脂肪肝を発症している。
実施例5a
4か月の食餌療法の際の脂肪を蓄積し易いマウスにおけるDHA誘導体の効果
方法:
全ての実験は、雄のC57BL/6マウス、亜株C57BL/N(供給業者:チャールズリバー社、ドイツ、n=160、実験A−C、以下参照)、または亜株C57BL/6J(供給業者:ジャクソン研究所、バーハーバー、ME、アメリカ、n=32、実験D)に対して行った。使用した動物の総数は選り分けのために多かった(それぞれ、n=170および36)。後者の場合、動物は生理学研究所で数世代(<20)に亘って血統維持させた。治療の開始時に動物は14週齢であり、それらの体重は23.6〜27.1gであった。研究開始の1週間前に、動物を体重によって分類し、同様の平均体重の副群(n=8)に割り当てた。この方法は、最低および最高の体重を示す約5〜10%の動物の選り分けを可能にした。この段階で研究から排除された動物は、頚部の転位によって屠殺された。マウスの完全な健康チェックは、供給業者であるチャールズリバー社によって行なわれ、研究開始時の血清検査はANLAB(プラハ(チェコ共和国))によって行なわれた。更に、定期的な健康チェックは、見張りマウスおよび血清学的検査(ANLAB)を使用して、3月間隔で飼育舎において行なわれた。全ての試験において、動物に特定の病原体は存在しなかった。
食餌:
動物には3種類の実験食餌が給餌された。
(i)タンパク質、脂肪および炭水化物がそれぞれ33エネルギー%、9エネルギー%および58エネルギー%を構成する食餌(SSNIFF Spezialdieten Gmbh, Soest, Germanyからのssniff R/M-H;更にhttp://ssniff.de参照)。
(ii)タンパク質、脂肪および炭水化物がそれぞれ15エネルギー%、59エネルギー%、および26エネルギー%を構成し、また脂肪酸組成が良く特徴付けられた、実験室で調製された高脂肪食餌(殆どの脂質はトウモロコシ油に由来する;Ruzickova 2004参照)。
(iii)脂肪(特にトウモロコシ油要素)の0.15%、0.5%および1.5%が、種々のPRB化合物(即ち、PRB1、PRB2、PRB5、PRB7、PRB8)またはDHAで置換されたcHF食餌。これらの化合物は全て、Pronova Biocare a.sが提供する計量容器中のエチルエステルの形態であった。PRB化合物の化学組成は、実験を行う研究室(チェコ共和国プラハの科学研究院、生理学研究所)には知られていなかった。
到着の後、PRB化合物は当初の容器内に入れて冷蔵庫に保存された。この容器は、実験食を調製する直前に開かれた。食餌は、窒素でフラッシュしたプラスチックバッグ内に維持され、動物に1週間給餌するのに十分な小アリコートで、−70℃において保存された。新鮮な比率は2日間隔あるいは毎日与えられた。
研究の概要:
この研究は4つの個別の実験に基づいていた。各実験では、3つの異なる濃度(脂肪含有量の0.15%、0.5%および1.5%)においてcHF食餌に混合された異なるPRB化合物(またはDHA)を試験した。各実験において、単純なcHFの食餌を給餌したマウスの副群が含められ、対照として用いられた。動物(n=8−13)を無作為に異なる試験食餌に割り当てた時に、マウスは4つの群で檻に入れ、3月齢までは標準食餌を給餌した。この新規の食餌に切換えて2月後(5月齢において)に、動物に一晩および午前中の断食をさせ、腹腔内のグルコース寛容性試験(GTT)を行なった。実験食で4か月後に7月齢で動物を屠殺し、終点分析を行った。
研究パラメーター:
研究パラメーターは次の通りであった:体重増加(グラム)、腹腔内のグルコース寛容性試験(mMol×180分)の濃度曲線下面積(AUC)、血漿中インスリン(ナノグラム/mL)、血清トリグリセリド(TAG、mmol/L)および非エステル化脂肪酸(NEFA、mmol/L)。
図13は、インスリン抵抗性の動物がインスリン抵抗性を低下させる化合物を与えられる前後の、典型的な血中グルコース除去曲線を示している。濃度曲線下の面積の縮小は、低下したインスリン抵抗性のために血糖がより効果的に除去されることを意味する。
結果:
これらの結果は、次の表2、表3および表4に示されている(*=cHF食餌と比較した有意差(P<0.05))。
表2は、1.5%濃度のPRB試験化合物を与えた動物における効果を、標準食餌(STD)、高脂肪複合食餌(cHF)または97%DHAを与えた動物と比較して示している。体重増加は、高脂肪食(cHF)を与えた動物と比較して、PRB−2を与えた動物において著しく減少した。食物摂取は、この群では多少低かった.グルコース寛容性試験からのAUCの最も顕著な低下は、同じ群およびPRB−1を与えた動物においても見られた。血漿インスリンは、PRB−1およびPRB−5で治療した動物でもこのパラメータについて幾らかの効果を示したとしても、cHF対照と比較してPRB−2群で顕著に低かった。PRB−2群は、トリグリセリド(TAG)および非エステル化脂肪酸(NEFA)の最も大きな低下を示した。
表3は、標準食餌(STD)、高脂肪複合食餌(cHF)または97%のDHAを与えられた動物と比較して、より低い濃度(0.5%)のPRB試験化合物を与えた動物における効果を示している。体重増加は、PRB−2およびPRB−5を与えた動物群において幾分低かった。しかし、グルコース寛容性試験からのAUC、並びに血漿インスリンは、PRB−2群においてのみ著しく低かった。
表4は、最も低いPRB濃度(0.15%)を与えたときの結果を示している。ここでは、差が小さかった。体重増加は、PRB−1およびPRB−2群において幾分低かったのに対して、AUCは、PRB−2群においてのみ著しく低かった。血漿インスリンは、PRB−1、2および7において低かった。
Figure 2008540393
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結論として、インスリン抵抗性および代謝性症候群に罹った脂肪の蓄積し易い動物でのPBR−1、2、5、7の4か月に亘る試験は、試験されたPRBの明瞭で信用できる効果を実証し、特に、DHA誘導体PBR−2は、体重減少、腹腔内のグルコース寛容性試験におけるAUC低下、低いインスリン/血漿レベル、並びに低下したトリグリセリドおよび非エステル化遊離脂肪酸のような、インスリン抵抗性および代謝性症候群の徴候に対する効果を実証した。1.5%投与量、並びに0.5%投与量の群において効果が観察された。幾つかの結果は、0.15%の最低濃度群においてさえも、幾つかの効果が認められた。
PRB−8化合物の試験は遅れて開始されたので、3つの投与量群(1.5%、0.5%および0.15%)のうちで、2か月介入のデータだけが与えられている。1.5%投与群では、体重(BW)は、対照群の29.6±0.9に比較して28.0±0.7グラムであり、AUCは、1074±91と比較して1031±104であった。これらの差は僅かであるが、傾向は興味深いものである。0.5%および0.15%の低用量については、介入群と対照群の間に差はなかった。2か月の薬物治療からのPRB−8データに関するデータは、体重減少およびAUCへの傾向を示している。
実施例5b
確立された代謝性症候群およびインスリン抵抗性に対するDHA誘導体の影響
方法:
もう一つの実験では、PRB−2、PRB−5およびPRB−7を、同じ血統の動物において試験した。この実験において、動物は、最初に高脂肪食餌(前の実験5aと同じもの)を8週間与えられてインスリン抵抗性および代謝性症候群を発症し、次いでPRBを与えられた。開始投与量は、脂肪含有量の15%をPRBで置換することであったが、動物はこの投与量を許容しなかった。更に2週間の期間の後に、動物は、1.5%のPRB−2、2.5%および1.5%PRB−5、1.5%および0.5%PRB−7を与えられた。
結果:
体重減少は、PRB−2を与えた動物において非常に良好であった。PRB−5を与えた動物でさえ幾らかの体重減少を示したが、5%より高用量においてである。トリグリセリドは、高脂肪複合食餌を給餌された対照動物と比較して、試験した全ての誘導体で低下した。しかしながら、非エステル化脂肪酸の低下は、PRB−2およびPRB−5で最も顕著であったが、異なる投与量においてであった(図14参照)。
血液コレステロールは、PRB−2およびPRB−5を与えられた動物において低下した。血中グルコースは、これらの動物が、高いインスリン産生により正常なグルコースをもつ前糖尿病の状態であるという事実に起因して、影響されなかった。しかしながら、より重要なこととして、血漿インスリンは、2番目に良好なDHA誘導体であるPRB−5と比較して、多くの遥かに低い濃度においてPRB−2群で著しく低下した。PRB−7でさえも、インスリン濃度に対して幾つかの影響を示した(図15参照)。
PRB−2は、基底ライン値と比較して、曲線の全ての時間点において統計的に有意なAUC血糖の低下を示した。これは、1.5%のPRB−2治療後に、血糖がより有効に除去されたことを意味する。PBR−5およびPBR−7は或る効力を示したが、同じ程度ではない(図16参照)。
これらの結果は高度に信頼性があり、且つ代謝性症候群および2型糖尿病における肯定的な影響にについて非常に関連している。これらの患者は、殆ど専ら過体重また肥満であり、また薬剤の体重減少に対する影響は高度に陽性である。今日の2型糖尿病の治療に最も使用される治療薬は、チアゾリジンジオン(これは有力なPPARγリガンドであり、それによってインスリン抵抗性を低下させる)は、屡々体重の増大をもたらし、このことは、この副組の患者にとって極めて否定的なものである(Yki-Jaervinen 2004)。
血清トリグリセリドの減少は、実験の中で実証されたもう一つの非常に重要な効果である。代謝性症候群および2型糖尿病の患者は、通常は上昇したトリグリセリドを有している。トリグリセリドを低下させるDHA誘導体の影響は積極的な発見であり、ここでもPRB−2は、与えられた最も低い投与量で最も強力な効果を実証した。血漿インスリン試験およびグルコース寛容性試験に関する非常に積極的な効果は非常に有望であり、且つ信頼性が高い。総合すると、DHA誘導体、特にPRB−2で得られた結果は非常に有望であり、抗糖尿病薬の開発のための良好な基礎を形成するものである。
実施例5c
肝臓脂肪に対するDHA誘導体の試験
方法:
DHA誘導体での実験中の動物からの組織サンプルを、組織学的に分析した。パラフィン包埋の後、肝臓、脂肪組織、骨格筋、膵臓および腎臓由来の組織サンプルを、エオシン−ヘマトキシリンで染色した。
結果:
肝臓からの組織を除き、検査した組織に病理所見はなかった。高脂肪食を給餌した対照動物は脂肪肝(脂肪変性)を発症した。肝臓中の脂肪小滴は、容易に正常な肝細胞から識別することができる。PRB−1、5および7で治療した動物は、低度の脂肪肝を有していた。しかし、1.5%のPRB−2で治療した動物は、脂肪変性の痕跡のない完全に正常な肝臓細胞を有していた。
これは非常に重要な発見であり、インスリン抵抗性、肥満症および2型糖尿病の患者の治療と非常に関連している。肝臓の脂肪変性はこれら患者における共通の所見であり、通常は、脂肪酸およびトリグリセリドの過負荷、インスリン抵抗性および代謝性症候群の発症中に存在する生物学のマーカーに関連している。DHA誘導体は、肝臓の脂肪変性を低減し、PRB−2はこの効果をを示す最も効率的な化合物であった。
考察および結論:
本願は、核受容体、特にPPARγおよびPPARαを活性化する新規化合物群を明瞭に同定し、それによって、インスリン抵抗性、代謝性症候群、2型糖尿病、心臓血管系疾患、および他のアテローム性動脈硬化症関連疾患の治療における一連の治療効果を提供する。
この化合物群のメンバーは、当該分子のα位に異なる種類の側鎖を有するDHA誘導体である。多くのα−置換DHA誘導体を試験し、対照並びに純粋なDHAおよびEPAと比較した。試験した化合物の幾つかは、潜在的な抗糖尿病薬に非常に関連した興味深い生物学的効果を実証した。
興味深いことに、且つ予期し得ることなく、α−エチルDHAエチルエステル(PRB−2)は、インスリン抵抗性、並びにこの病態生理学的状態によって主に引起される疾患、たとえば代謝性症候群、2型糖尿病、心臓血管系疾患、および他のアテローム性動脈硬化関連疾患に関連した効果を実証するために用いた一連の試験において顕著に有効であった。α−エチルDHAエチルエステルは、試験した異なるDHA誘導体を与えた動物の肝臓組織内に濃縮され(ブロック1)、この化合物がトリグリセリド、エイコサン類または他の代謝中間体の合成に利用されないことが示された。これは間接的に、α−エチルDHAが、PPARのような核受容体にリガンド結合するために利用可能であろうことを意味するであろう。
コンピューター化されたドッキング技術を使用した、PPARγおよびPPARαに対する親和性試験において、多くのDHA誘導体が両受容体に対して、特に血糖代謝の原因である遺伝子の活性化に関与するおそらく最も重要な核受容体であるPPARγに対する親和性を示した。特に、α−エチルDHA(PRB−2)並びにα−ジエチルDHA(PBR−8)は、これら核受容体に対する優れた親和性を有していた。α−ジエチルDHAに比較して、α−エチルDHAは2つの立体異性体、即ち、r型およびs型の形態を有している。ドッキング技術を使用することにより、両方の立体異性体がPPARγおよびPPARαに対してほぼ同じ親和性を有しており、これはr型またはs型の何れもが、ラセミ化合物形態と比較して利点をもたないことを意味していた。実際のところ、ラセミ体の形態が立体異性体の各々に対して利点を有する可能性がある。
核受容体およびその後のDNA反応要素を担持したトランスフェクト細胞において親和性を試験したときに、幾つかのPRBは、ルシフェラーゼ放出として測定された良好な親和性を示した。PRB−6、7および14と共に、α−エチルDHA(PRB−2)は最良の結果を示した。
高脂肪食を与えられたときにインスリン抵抗性および代謝性症候群を発症するC57BL/6マウス・モデルにおいて、5種類のDHA誘導体を広範囲に試験した。α−エチルDHA(PRB−2)は三つ個々の実験で試験されたのに対して、PRB−1、5および7は二つの実験で試験され、またα−ジエチルDHA(PRB−8)は一つの実験で試験された。全ての誘導体が著しい生物学的効果を実証した。しかし、α−エチルDHA(PRB−2)は、体重、腹腔内の耐糖能試験からのAUC、血漿インスリン、並びに血清トリグリセリドおよび非エステル化脂肪酸の一貫した減少を伴って、最も有望な結果を示した。これらの効果は、1.5%および0.5%の投与量で得られた。試験した最低投与量である0.15%では説得性のある結果は得られなかった。1.5%の投与量のα−エチルDHA(PRB−2)はまた、インスリン抵抗性および代謝性症候群の患者および動物における重要な病理所見である脂肪肝の正常化を実証した。
純粋なDHAに比較すると、α−エチルDHA(PRB−2)は、DHAより10倍〜30倍強力であるように見える。概して、親分子であるDHAと比較したときのこれらの所見および性能は予測可能ではなく、全く予期し得ないものである。
α−エチルDHA(PRB−2)は核受容体PPARαおよびPPARγに同時にリガンド結合することにより作用するように見えるので、該化合物は、特にインスリン抵抗性、代謝性症候群および2型糖尿病の患者において、グルコース代謝および脂質代謝に対する治療的に興味深い効果を有するだけでなく、体重減少作用および一般的な抗炎症作用をも有するであろう。直接あるいは危険因子に対する肯定的な介在を通じて、α−エチルDHA(PRB−2)は、心筋梗塞および脳卒中のような心臓血管系疾患の発症に対する予防効果を有すると共に、心臓血管系の死亡に対する予防効果を有するであろう。
PPARγリガンドとして作用する医薬は既に市場で販売されているが、これら化合物がグルコース代謝に対して積極的な効果を有するとしても、それらはトリグリセリド上昇、体重増加および浮腫のような副作用よって妨げられる。この出願で示されたα−置換DHA誘導体は、おそらくインスリン抵抗性、代謝性症候群および2型糖尿病の患者に関連し且つ有利な、組み合わされたPPARγおよびPPARα効果を有している。更に、これらの組合わせ作用は、更に、血中脂質、炎症性事象、アテローム性動脈硬化症およびそれによる心臓血管系疾患に対しても重要な効果を有するはずである。
本発明は、提示された実施形態および実施例に制限されるべきものではない。
(参考文献)
Figure 2008540393
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図1は、遊離脂肪酸プール理論の模式的概観図である。 図2は、代謝性症候群および2型糖尿病に対する影響を実証するために、本発明において使用されたモデルおよび方法の概観図を示している。 図3は、1.5%濃度の合計脂肪含量で本発明の化合物を与えた動物の肝臓組織における、本発明の異なる化合物の遊離脂肪酸濃度を描いている。 図4は、1.5%の濃度の合計脂肪含量で本発明による化合物を与えた動物の肝臓組織における、DHAの細胞内の濃度を描いている。 図5は、本発明による異なる化合物のPPARγ受容体に対する結合親和力を描いている。 図6は、本発明による異なる化合物の核受容体PPARαに対する結合親和力を描いている。 図7は、本発明による異なる化合物の核受容体RXRαに対する結合親和力を描いている。 図8は、本発明による異なる化合物で処理されたた、トランスフェクトされた細胞からのルシフェラーゼの放出を描いている。 図9は、ブロック4の実験の研究設計を示している。 図10は、8週間のHF食餌の後の2週間の食餌介在療法の際の体重変化を示している。 図11は、ルシフェラーゼ活性(即ち、内因性PPARγ活性)からの結果を示している。 図12は、DHAと比較して、発明による異なる化合物中における内内因性ルシフェラーゼ活性を示している。 図13は、インスリン抵抗性の動物にインスリン抵抗性を弱める効果をもつ化合物を与える前後における、典型的な血糖除去カーブを示している。 図14は、代謝性症候群およびインスリン抵抗性に対する、本発明によるDHA誘導体の異なる影響を示している。 図15は、代謝性症候群およびインスリン抵抗性に対する、本発明によるDHA誘導体の異なる影響を示している。 図16は、代謝性症候群およびインスリン抵抗性に対する、本発明によるDHA誘導体の異なる影響を示している。

Claims (81)

  1. 次式(I)の化合物、またはその薬学的に許容可能な塩、溶媒和化合物、複合体またはプロドラッグ。
    Figure 2008540393
    (式中、
    1およびR2は、同じかまたは異なり、水素原子、ヒドロキシ基、アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、アシル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルキルチオ基、アルコキシカルボニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アミノ基およびアルキルアミノ基からなる群から選択されてよく;
    Xは、カルボン酸基、カルボキシレート基、またはカルボキサミド基を表わす。
    但し、
    式(I)の化合物は、(全てZ)−4,7,10,13,16,19−ドコサヘキサエン酸(DHA)、α−メチルDHA、α−メチルDHAメチルエステル、α−メチルDHAエチルエステル、またはα−ヒドロキシDHAエチルエステルではない。)
  2. 請求項1に記載の化合物であって、前記アルキル基が、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソ−ブチル、sec−ブチル、n−ヘキシルおよびベンジルからなる群から選択される化合物。
  3. 請求項1に記載の化合物であって、前記ハロゲン原子が、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選択される化合物。
  4. 請求項1に記載の化合物であって、前記アルコキシ基が、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、フェノキシ、ベンジルオキシ、OCH2CF3およびOCH2CH2OCH3からなる群から選択される化合物。
  5. 請求項1に記載の化合物であって、前記アルケニル基が、アリル、2−ブテニルおよび3−ヘキセニルからなる群から選択される化合物。
  6. 請求項1に記載の化合物であって、前記アルキニル基が、プロパルギル、2−プチニルおよび3−ヘキシニルからなる群から選択される化合物。
  7. 請求項1に記載の化合物であって、前記アリール基がフェニル基である化合物。
  8. 請求項1に記載の化合物であって、前記アルキルチオ基が、メチルチオ、エチルチオ、イソプロピルチオおよびフェニルチオからなる群から選択される化合物。
  9. 請求項1に記載の化合物であって、前記アルコキシカルボニル基が、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニルおよびブトキシカルボニルからなる群から選択される化合物。
  10. 請求項1に記載の化合物であって、前記アルキルスルフィニル基が、メタンスルフィニル、エタンスルフィニルおよびイソプロパンスルフィニルからなる群から選択される化合物。
  11. 請求項1に記載の化合物であって、前記アルキルスルホニル基が、メタンスルホニル、エタンスルホニルおよびイソプロパンスルホニルからなる群から選択される化合物。
  12. 請求項1に記載の化合物であって、前記アルキルアミノ基が、メチルアミノ、ジメチルアミノ、エチルアミノおよびジエチルアミノからなる群から選択される化合物。
  13. 請求項1に記載の化合物であって、前記カルボキシレート基が、エチルカルボキシレート、メチルカルボキシレート、n−プロピルカルボキシレート、イソプロピルカルボキシレート、n−ブチルカルボキシレート、sec−ブチルカルボキシレートおよびn−ヘキシルカルボキシレートからなる群から選択される化合物。
  14. 請求項1に記載の化合物であって、前記カルボキサミド基が、一級カルボキサミド、N−メチルカルボキサミド、N,N−ジメチルカルボキサミド、N−エチルカルボキサミドおよびN,N−ジエチルカルボキサミドからなる群から選択される化合物。
  15. 請求項1に記載の化合物であって、前記R1およびRが、水素原子、ヒドロキシ基、アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アミノ基およびアルキルアミノ基からなる群から選択される化合物。
  16. 請求項1に記載の化合物であって、前記R1およびR2が、水素原子、ヒドロキシ基、C1−C7アルキル基、ハロゲン原子、C1−C7アルコキシ基、C1−C7アルキルチオ基、C1−C7アルキルスルフィニル基、C1−C7アルキルスルホニル基、アミノ基、およびC1−C7アルキルアミノ基からなる群から選択される化合物。
  17. 請求項16に記載の化合物であって、
    前記C1−C7アルキル基は、メチル、エチルあるいはベンジルであり;
    前記ハロゲン原子は、フッ素またはヨウ素であり:
    前記C1−C7アルコキシ基は、メトキシまたはエトキシであり;
    前記C1−C7アルキルチオ基は、メチルチオ、エチルチオまたはフェニルチオであり;
    前記C1−C7アルキルスルフィニル基は、エタンスルフィニルであり;
    前記C1−C7アルキルスルホニル基は、エタンスルホニルであり;
    前記C1−C7アルキルアミノ基は、エチルアミノまたはジエチルアミノであり;また
    Xは、エチルカルボキシレートまたはカルボキサミド基を表す化合物。
  18. 請求項1に記載の化合物であって、
    前記R1およびR2は、水素原子、C2−C7アルキル基、ハロゲン原子、C1−C7アルコキシ基、C1−C7アルキルチオ基、C1−C7アルキルスルフィニル基、C1−C7アルキルスルホニル基、アミノ基、およびC1−C7アルキルアミノ基からなる群から選択され;また
    Xはカルボキシレートを表わす化合物。
  19. 請求項18に記載の化合物であって、
    前記C2−C7アルキル基は、エチル、またはベンジルであり;
    前記ハロゲン原子は、フッ素またはヨウ素であり:
    前記C1−C7アルコキシ基は、メトキシまたはエトキシであり;
    前記C1−C7アルキルチオ基は、メチルチオ、エチルチオまたはフェニルチオであり;
    前記C1−C7アルキルスルフィニル基は、エタンスルフィニルであり;
    前記C1−C7アルキルスルホニル基は、エタンスルホニルであり;
    前記C1−C7アルキルアミノ基は、エチルアミノまたはジエチルアミノであり;また
    Xは、エチルカルボキシレートである化合物。
  20. 請求項1に記載の化合物であって、前記R1およびR2が異なる化合物。
  21. ラセミ体である、請求項20に記載の化合物。
  22. R型立体異性体である、請求項20に記載の化合物。
  23. S型立体異性体である、請求項20に記載の化合物。
  24. 請求項1に記載の化合物であって、前記R1およびR2の一方はC2-7アルキル基を表し、また他方は水素原子を表わす化合物。
  25. 請求項24に記載の化合物であって、前記アルキル基がエチルである化合物。
  26. ラセミ体である、請求項25に記載の化合物。
  27. R型立体異性体である、請求項25に記載の化合物。
  28. S型立体異性体である、請求項25に記載の化合物。
  29. 請求項24に記載の化合物であって、前記前記アルキル基がベンジルである化合物。
  30. 請求項1に記載の化合物であって、前記R1およびR2の一方がアルコキシ基を表わし、他方が水素原子を表わす化合物。
  31. 請求項30に記載の化合物であって、前記アルコキシ基が、エトキシまたはメトキシである化合物。
  32. 請求項1に記載の化合物であって、前記R1およびR2の一方がハロゲン原子を表わし、他方が水素原子を表わす化合物。
  33. 請求項32に記載の化合物であって、前記ハロゲン原子が、フッ素またはヨウ素である化合物。
  34. 請求項1に記載の化合物であって、前記R1およびR2の一方がアルキルチオ基を表わし、他方が水素原子を表わす化合物。
  35. 請求項34に記載の化合物であって、前記アルキルチオ基がエチルチオである化合物。
  36. 請求項34に記載の化合物であって、前記アルキルチオ基がメチルチオまたはフェニルチオである化合物。
  37. 請求項1に記載の化合物であって、前記R1およびR2の一方がアルキルスルホニル基を表わし、他方が水素原子を表わす化合物。
  38. 請求項37に記載の化合物であって、前記アルキルスルホニル基がエタンスルホニルである化合物。
  39. 請求項1に記載の化合物であって、前記R1およびR2の一方がアミノ基を表わし、他方が水素原子を表わす化合物。
  40. 請求項1に記載の化合物であって、前記R1およびR2の一方がアルキル−アミノ基を表わし、他方が水素原子を表わす化合物。
  41. 請求項40に記載の化合物であって、前記アルキル−アミノ基がエチル−アミノまたはジエチル−アミノである化合物。
  42. 請求項1に記載の化合物であって、前記R1およびR2がC1−C7−アルキル基である化合物。
  43. 請求項42に記載の化合物であって、前記アルキル基がメチル基である化合物。
  44. 請求項42に記載の化合物であって、前記アルキル基がエチル基である化合物。
  45. 請求項20〜44の何れか1項に記載の化合物であって、Xがエチルカルボキシレートである化合物。
  46. 請求項1〜45の何れか1項に記載の化合物であって、リン脂質の形態、トリ−、ジ−もしくはモノグリセリドの形態、または遊離酸の形態である化合物。
  47. 医薬として使用される、請求項1〜46の何れか1項に記載の化合物。
  48. 請求項1〜46の何れか1項に記載の化合物を製造する方法。
  49. 請求項48に記載の方法であって、前記化合物が(全Z)−4,7,10,13,16,19−ドコサヘキサエン酸(DHA)から調製される方法。
  50. 請求項49に記載の方法であって、前記DHAが植物資源、微生物資源および/または、動物資源から調製される方法。
  51. 請求項50に記載の方法であって、前記DHAが海産物油から調製される方法。
  52. 請求項51に記載の方法であって、前記海産物油が魚油である方法。
  53. 有効成分として請求項1〜46の何れか1項に記載の化合物を含有する医薬組成物。
  54. 請求項53に記載の医薬組成物であって、更に、薬学的に許容可能なキャリアを含有する医薬組成物。
  55. 経口投与のために処方された、請求項54に記載の医薬組成物。
  56. カプセルまたはサシェーの形態である、請求項55に記載の医薬組成物。
  57. 請求項53〜56の何れか1項に記載の医薬組成物であって、前記化合物の10mg〜10gの1日投与量を与えるために処方された医薬組成物。
  58. 請求項57に記載の医薬組成物であって、前記化合物の100mg〜1gの1日投与量を与えるために処方された医薬組成物。
  59. 請求項1〜46の何れか1項に記載の化合物を含む脂肪酸組成物。
  60. 請求項59に記載の脂肪酸組成物であって、該脂肪酸組成物の少なくとも60重量%は前記化合物で構成される脂肪酸組成物。
  61. 請求項60に記載の脂肪酸組成物であって、該脂肪酸組成物の少なくとも90重量%は前記化合物で構成される脂肪酸組成物。
  62. 請求項59〜61の何れか1項に記載の脂肪酸組成物であって、更に、(全Z)−5,8,11,14,17−エイコサペンタエン酸(EPA)、(全Z)−4,7,10,13,16,19−ドコサヘキサエン酸(DHA)、(全Z)−6,9,12,15,18−ヘンエイコサペンタエン酸(HPA)、および/または(全Z)−7,10,13,16,19−ドコサペンタエン酸(DPA)から選択される脂肪酸を含有してなる脂肪酸組成物。
  63. 請求項62に記載の脂肪酸組成物であって、前記脂肪酸が誘導体の形態で存在する脂肪酸組成物。
  64. 請求項59〜63の何れか1項に記載の脂肪酸組成物であって、更に、薬学的に許容可能な酸化防止剤を含有してなる脂肪酸組成物。
  65. 請求項64に記載の脂肪酸組成物であって、前記酸化防止剤がトコフェロールである脂肪酸組成物。
  66. 医薬として使用するための、請求項59〜65の何れか1項に記載の脂肪酸組成物。
  67. 体重減少の制御および/または体重増加の防止のための医薬を製造するための、請求項1〜46の何れか1項に記載の化合物の使用。
  68. 肥満症または過体重状態の治療および/または予防のための医薬を製造するための、請求項1〜46の何れか1項に記載の化合物の使用。
  69. 動物における糖尿病の予防および/または治療のための医薬を製造するための、請求項1〜46の何れか1項に記載の化合物の使用。
  70. 請求項69に記載の使用であって、前記糖尿病が2型糖尿病である使用。
  71. アミロイド症関連疾患の治療および/または予防のための医薬を製造するための、請求項1〜46の何れか1項に記載の化合物の使用。
  72. 心臓血管系疾患の多重危険因子の治療または予防、好ましくは血中脂質増大の治療のための医薬を製造するための、請求項1〜46の何れか1項に記載の化合物の使用。
  73. 幾つかの動脈のアテローム性動脈硬化症に関連した脳卒中、脳虚血または一過性虚血の発作の予防のための医薬を製造するための、請求項1〜46の何れか1項に記載の化合物の使用。
  74. 体重減少を制御および/または体重増加を防止する方法であって、薬学的に有効な量の請求項1〜46の何れか1項に記載の化合物がヒトまたは動物に投与される方法。
  75. 肥満症または過体重状態を治療および/または予防する方法であって、薬学的に有効な量の請求項1〜46の何れか1項に記載の式(I)の化合物がヒトまたは動物に投与される方法。
  76. 糖尿病を予防および/または治療する方法であって、薬学的に有効な量の請求項1〜46の何れか1項に記載の式(I)の化合物がヒトまたは動物に投与される方法。
  77. 請求項76に記載の方法であって、前記糖尿病が2型糖尿病である方法。
  78. アミロイド症関連疾患を治療および/または予防する方法であって、薬学的に有効な量の請求項1〜46の何れか1項に記載の式(I)の化合物がヒトまたは動物に投与される方法。
  79. 心臓血管系疾患の多重危険因子を治療または予防する方法であって、薬学的に有効な量の請求項1〜46の何れか1項に記載の式(I)の化合物がヒトまたは動物に投与される方法。
  80. 幾つかの動脈のアテローム性動脈硬化症に関連した脳卒中、脳虚血または一過性虚血の発作を予防する方法であって、薬学的に有効な量の請求項1〜47の何れか1項に記載の式(I)の化合物がヒトまたは動物に投与される方法。
  81. 請求項74〜80の何れか1項に記載の方法であって、式(I)の化合物が経口的にヒトまたは動物に投与される方法。
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